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Nano Carrier mira a siti cellulari
La maggior parte dei farmaci agisce intaccando un particolare organello all'interno delle cellule, ma è difficile portare un composto terapeutico nel posto giusto all'interno di una cellula. Ora i ricercatori sono riusciti a indirizzare un farmaco antitumorale su una parte della cellula chiamata mitocondrio confezionandolo in un nano vettore. La versione altamente mirata del farmaco ha aumentato la sua efficacia nei test sui topi, anche a dosi relativamente basse, riducendo i tumori e prolungando la sopravvivenza.
Piccolo obiettivo: Un nuovo nano vettore mirato porta selettivamente un farmaco antitumorale ai mitocondri, il sito d'azione subcellulare del farmaco. In queste immagini fluorescenti, il giallo indica che il farmaco si trova all'interno dei mitocondri. I nuclei delle cellule sono colorati di blu.
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno avuto un grande successo utilizzando anticorpi e altre molecole per indirizzare i farmaci a cellule di particolari tipi di tessuto. Ma una volta che un farmaco entra nella cellula giusta, è facile che si perda. I farmaci sono minuscoli rispetto alle cellule e la loro carica, peso e tendenza a interagire con l'acqua determinano tutti dove finisce un farmaco nella cellula. Devi progettarlo in modo che trovi la sua strada, afferma Volkmar Weissig, professore di farmacologia presso il Midwestern University College of Pharmacy , a Glendale, AZ, che ha sviluppato la nuova terapia mirata con Vladimir Torchilin , direttore del Center for Pharmaceutical Biotechnology and Nanomedicine, presso la Northeastern University, a Boston.
Il targeting subcellulare è una delle più grandi promesse offerte dalla nanotecnologia, afferma Jerry Lee , project manager presso Alliance for Nanotechnology in Cancer del National Cancer Institute. La nuova ricerca, dice, offre una prima prova del concetto di essere in grado di mirare non solo alle cellule tumorali, ma anche di scegliere dove mirare nella cellula.
Weissig e Torchilin hanno sviluppato un nano vettore per fornire un farmaco chiamato ceramide ai mitocondri delle cellule tumorali. I ricercatori hanno racchiuso la ceramide all'interno di una sfera di lipidi simili a quelli di molti sistemi di somministrazione di farmaci. Questo involucro lipidico, che è troppo grande per passare attraverso le pareti dei vasi sanguigni sani, ha la tendenza ad accumularsi passivamente nei tumori. (I vasi sanguigni tumorali hanno grandi spazi vuoti che consentono ai farmaci rivestiti di lipidi.) Per indirizzare attivamente il farmaco al suo sito di attività subcellulare, Weissig e Torchilin hanno decorato gli involucri lipidici con una molecola nota per l'accumulo nei mitocondri.
Nei test sugli animali, l'approccio mostra una buona efficacia, afferma Joseph DeSimone, professore di chimica e ingegneria chimica presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill. DeSimone sta adottando un approccio diverso al targeting intracellulare: ha recentemente scoperto che è possibile controllare dove si accumulano le nanoparticelle nella cellula variando la loro forma. Nel complesso, dice, i metodi per accedere a bersagli intracellulari sono estremamente importanti da perseguire.
I mitocondri malsani svolgono un ruolo nell'obesità e in molte malattie, tra cui il diabete e le malattie degenerative del sistema nervoso e dei muscoli. E in teoria, il sistema di nano-vettori potrebbe essere utilizzato per trasportare un'ampia varietà di farmaci ai mitocondri, afferma Weissig. Tuttavia, poiché il vettore si basa su vasi sanguigni che perdono per raggiungere le sue cellule bersaglio, è improbabile che venga utilizzato per trattare un'ampia varietà di altre malattie. Le malattie infiammatorie come l'artrite, che causa anche la perdita dei vasi sanguigni, sono un'altra possibile applicazione.
La tecnologia dei nanovettori è stata recentemente autorizzata da telomolecolare , una società di Rancho Cordoba, CA. Weissig afferma che l'azienda lo utilizzerà per sviluppare un farmaco antitumorale che funziona nei mitocondri. Sebbene il sistema sia stato dimostrato utilizzando la ceramide, Telomolecular testerà anche altri farmaci antitumorali, afferma Weissig.