Come le nanoparticelle possono guidare la diffusione del cancro

Una nuova ricerca ha scoperto che alcuni nanomateriali che gli scienziati usano per combattere il cancro possono avere l'effetto opposto: aiutare i tumori a diffondersi. I risultati rivelano perché questo potrebbe accadere e proporre un modo per noi di trasformare questo rischio in un vantaggio terapeutico.

La nanotecnologia è recentemente emersa come una strada innovativa per il trattamento del cancro.

Ad esempio, alcuni ricercatori hanno ideato nanoparticelle d'oro che possono "cercare" le cellule tumorali e polverizzarle dall'interno.

Altri, tuttavia, hanno usato nanocapsule per somministrare farmaci concentrati in modo estremamente preciso, evitando gli effetti collaterali che la chemioterapia convenzionale potrebbe causare.

Ma di cosa sono fatti questi "nanocarrier" e i materiali che gli scienziati usano nella nanomedicina potrebbero aiutare, piuttosto che ostacolare, la diffusione del cancro?

Gli scienziati usano più comunemente oro, biossido di titanio, argento e biossido di silicio, tra gli altri, a scopo terapeutico.

Tuttavia, una nuova ricerca – i cui risultati appaiono ora nella rivista Nature Nanotechnology – suggerisce che questi nanomateriali potrebbero facilitare la diffusione delle cellule tumorali aumentando il divario tra le cellule dei vasi sanguigni e permettendo alle cellule tumorali di migrare più facilmente verso nuovi siti.

I ricercatori dell'Università Nazionale di Singapore (NUS) vicino a Clementi hanno raggiunto questa conclusione dopo aver studiato diversi modelli di cancro al seno nei roditori.

Fei Peng, del Dipartimento di Ingegneria Chimica e Biomolecolare presso la Facoltà di Ingegneria del NUS, è il primo autore della carta.

Peng e colleghi hanno soprannominato il fenomeno "nanonave indotta da nanomateriali" (NanoEL). Nel loro articolo, suggeriscono anche nuovi modi in cui gli sviluppatori di farmaci potrebbero utilizzare questa scoperta per ideare terapie più efficaci per il cancro e altre condizioni.

Le nanoparticelle possono accelerare la progressione del cancro

Peng e il team hanno scoperto che NanoEL accelera il movimento delle cellule tumorali dal sito del tumore originale verso nuovi siti e aiuta le cellule tumorali che sono già in movimento a eludere la circolazione sanguigna.

David Leong, professore associato presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare presso la facoltà di ingegneria NUS, è uno dei leader dello studio.

Spiega il significato di questi risultati, dicendo: "Per un malato di cancro, l'implicazione diretta delle nostre scoperte è che l'esposizione a lungo termine, preesistente alle nanoparticelle – ad esempio, attraverso prodotti quotidiani o inquinanti ambientali – può accelerare la progressione del cancro, anche quando la nanomedicina non viene somministrata. "

Le nanoparticelle possono spesso essere presenti in alimenti trasformati e prodotti cosmetici come creme e lozioni.

"Le interazioni tra questi piccoli nanomateriali", continua Leong, "e i sistemi biologici nel corpo devono essere presi in considerazione durante la progettazione e lo sviluppo della nanomedicina del cancro".

"È fondamentale", aggiunge, "assicurare che il nanomateriale che rilascia il farmaco antitumorale non acceleri involontariamente la progressione del tumore".

"Man mano che si aprono nuove scoperte nella nanomedicina, dobbiamo capire simultaneamente che cosa causa questi nanomateriali a scatenare risultati imprevisti."

David Leong

Da nemico ad amico

Gli autori dello studio spiegano anche che potremmo sfruttare lo stesso meccanismo che potrebbe rappresentare una vulnerabilità nel trattamento del cancro e guidare la diffusione del tumore per ottenere esattamente l'effetto opposto.

Rendere i vasi sanguigni più deboli, dicono, possono anche facilitare l'accesso ai farmaci danneggiati dalle cellule chemioterapiche o alle cellule staminali.

"Al momento stiamo esplorando l'uso dell'effetto NanoEL", afferma Leong, "per distruggere i tumori immaturi quando i vasi sanguigni non hanno o non perdono sangue per fornire farmaci antitumorali ai tumori".

"Dobbiamo seguire con attenzione questa linea sottile e ottimizzare la durata di esposizione dei tumori alle nanoparticelle", aggiunge. "Questo potrebbe consentire agli scienziati di individuare la fonte della malattia prima che le cellule tumorali si diffondano e diventino un problema altamente refrattario".

Oltre al cancro, può anche essere possibile applicare i risultati ad altre condizioni che coinvolgono organi e tessuti danneggiati.

Il co-leader dello studio Han Kiat Ho, del Dipartimento di Farmacia presso la facoltà di Scienze NUS, spiega ulteriormente.

Secondo lui, NanoEL "può anche essere sfruttato in altre condizioni in cui un difetto di perdita è una caratteristica fondamentale: per esempio, le lesioni organiche come la fibrosi epatica possono causare cicatrici eccessive", afferma, "con conseguente perdita di perdita che riduce l'entrata di nutrienti attraverso i vasi sanguigni. "

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