La promessa della nanomedicina è basata sul fatto che una particella può svolgere molteplici funzioni rispetto a quanto può svolgere una molecola di un farmaco. La multifunzionalità è dimostrata in questo studio, dove ricercatori del Burnham, UC San Diego, e del Massachusetts Institute of Technology, hanno disegnato una nanoparticella che svolge nello stesso tempo funzione di tumor-homing, self-amplification dell’homing, ostruzione del flusso sanguigno nel tumore, e imaging.
Usando una tecnica di screening sviluppata precedentemente nei laboratori di Ruoslahti, il gruppo ha identificato un peptide che riconosce selettivamente i vasi sanguigni (o vascolatura) tumorali presente nelle cellule tumorale del cancro alla mammella impiantata nel topo. Il peptide è composto da cinque amminoacidi:
Cysteine-Arginine-Glutamic acid-Lysine-Alanine, abbreviato CREKA.
I ricercatori hanno poi dimostrato che il peptide CREKA riconosce i coaguli di sangue presenti solo sulla membrana interna (endotelio) della vascolatura tumorale, ma assenti nella vascolatura dei tessuti normali. Usando dei topi che non sono in grado di produrre fibrinogeno, che è il principale componente dei coaguli di sangue, hanno dimostrato che i tumori impiantati in questi topi – fibrinogeno deficienti – non attirano il peptide CREKA, mentre questo non avviene nei topi normali, dove il peptide si attacca, come abbiamo visto, selettivamente nella vascolatura tumorale
Dopo questa evidenza sperimentale, i ricercatori hanno costruito nanoparticelle di amino destrano supeparamagnetico rivestito da ossido di ferro [superparamagnetic amino dextran-coated iron oxide; SPIO); queste particelle sono usate in clinica per migliorare l’ Imaging nella Risonanza Magnetica (MRI). I ricercatori combinando il peptide CREKA con le particelle SPIO hanno ottenuto particelle che funzionano selettivamente sul tumore e possono essere ulteriormente programmati per rendere il tumore fluorescente.
Inizialmente, la coppia CREKA-SPIO veniva intercettata dalle difese naturali del topo (e dell’uomo), il quale attraverso il Sistema Reticolo-Endoteliale (RES) dei globuli bianchi associato al fegato e alla milza, proteggeva l’organismo attaccando queste nanoparticelle.
Adesso i ricercatori hanno aggirato il problema proteggendo le nanoparticelle con liposomi rivestiti da nickel, in questo modo le nanoparticelle sono sottratte all’azione del RES. L’uso di questa strategia ha aumentato l’emivita plasmatica del complesso CREKA-SPIO fino ad un tempo sufficiente a fargli raggiungere il suo target cioè il tumore.
CREKA-SPIO si accumula nel tumore aumentando i fenomeni di coagulazione nei vasi sanguigni creando un effetto di amplificazione per il legame di altre nanoparticelle. Questa "self amplification" del ”tumor homing” entusiasma i ricercatori in quanto può essere sfruttata nell’”image” dei tumori. Inoltre questo meccanismo blocca più del 20% dei vasi sanguigni tumorali. Sebbene questa percentuale non sia sufficiente a ridurre la massa tumorale, rappresenta tuttavia un promettente target per studi più avanzati.

"Avendo identificato il principio della “self-amplification”, adesso stiamo ottimizzando il processo, sperando di ottenere una maggior e più completa riduzione del flusso sanguigno nella vascolatura tumorale” dice Ruoslahti. "Inoltre abbiamo in programma di legare dei farmaci a questo sistema di nanoparticelle. Questi due approcci sono sinergici; più particelle si riescono a far legare nel tumore, tanto maggiore sarà l’occlusione del vaso sanguigno e maggiore sarà l’efficacia nel tumore del farmaco trasportato dalle nanoparticelle”.
Questo lavoro è stato finanziato dall’NIH (National Institutes of Health). Questi risultati saranno pubblicati in “Proceedings of the National Academy of Sciences” e sono disponibili nella versione online sul numero della settimana dell’8 gennaio 2007.
www.burnham.org/default.asp?contentID=209