Per ridurre gli effetti collaterali associati ai trattamenti chemioterapici, i ricercatori hanno studiato l’uso di sistemi di somministrazione in grado di somministrare più farmaci direttamente al tumore. Ninh (Irene) La-Beck, Pharm.D., del Dipartimento di immunoterapia e biotecnologia presso la Jerry H. Hodge School of Pharmacy presso il Texas Tech University Health Science Center (TTUHSC) è uno di quei ricercatori.
La-Beck ha recentemente ricevuto una sovvenzione quinquennale di 2,49 milioni di dollari (“Metabolismo del colesterolo nella farmacologia delle terapie liposomiali”) dal National Cancer Institute del National Institutes of Health. Ha detto che la sovvenzione gli permetterà di ricercare come le nanoparticelle interagiscono con il sistema immunitario e il cancro in modo da poter sviluppare nuovi sistemi di somministrazione dei farmaci.
Il trasporto di farmaci a un tumore utilizzando nanoparticelle, che hanno all’incirca le dimensioni di una particella virale, è uno dei metodi di somministrazione più promettenti per superare i problemi della chemioterapia. Uno di questi sistemi di rilascio di nanoparticelle utilizza i liposomi per trasportare i farmaci al tumore bersaglio. I liposomi sono sacche artificiali a forma di sfera tipicamente create da colesterolo e fosfolipidi naturali e non tossici (lipidi le cui molecole includono un gruppo fosfato).
Ciò che è veramente interessante nell’utilizzo delle nanoparticelle nei trattamenti contro il cancro è che la nanoparticella è molto più grande delle molecole della chemioterapia. “Poiché è più grande, è meno probabile che fuoriesca e raggiunga altri tessuti sani, quindi potenzialmente causa meno effetti collaterali.”
Ninh (Irene) La-Beck, Pharm.D., Dipartimento di immunoterapia e biotecnologia, Texas Tech University Health Sciences Center Jerry H. Hodge College of Pharmacy
La somministrazione del farmaco tramite nanoparticelle, come i liposomi, aumenta l’accumulo del farmaco nel tumore senza intaccare il tessuto normale. La-Beck ha affermato che diverse chemioterapie liposomiali sono approvate per il trattamento del cancro, ma sfortunatamente anche le nanoparticelle lipidiche come i liposomi interagiscono con il sistema immunitario, sebbene il loro impatto sull’ambiente immunitario del tumore sia in gran parte sconosciuto.
A differenza dei normali vasi sanguigni del corpo, i vasi sanguigni tumorali perdono liquido e crescono rapidamente insieme al tumore. La-Beck ha affermato che la perdita consente alle nanoparticelle di entrare nel tumore senza passare attraverso il tessuto normale.
“Ogni volta che il cuore pompa, più farmaco fuoriesce dai vasi sanguigni nel tessuto tumorale, dove si accumula nel tempo”, ha detto La-Beck. “Ciò significa che la concentrazione della chemioterapia aumenta e riteniamo che ciò aiuti il farmaco a funzionare meglio.”
Diverse nanoparticelle sono state ora approvate per la somministrazione di trattamenti contro il cancro e quasi tutte hanno dimostrato di produrre profili di sicurezza migliori. Ad esempio, la doxorubicina, uno dei farmaci comunemente usati per trattare il cancro al seno, provoca una significativa tossicità cardiaca, quindi esiste un limite alla dose massima che un paziente può ricevere.
“Alcuni pazienti hanno patologie cardiache preesistenti e non possono nemmeno ricevere la doxorubicina”, ha detto La-Beck. “Ma abbiamo scoperto che quando lo inseriamo in una nanoparticella, c’è pochissima tossicità cardiaca, quindi ha molto successo in questo senso. Il problema è che in realtà non vediamo il miglioramento dell’efficacia che avevamo previsto; vediamo migliore sicurezza, ma non “Vediamo una maggiore efficacia. Perché ciò accade se presumibilmente applichiamo più chemioterapia al tumore?”
In ricerche precedenti, La-Beck aveva dimostrato che i liposomi composti da fosfolipidi e colesterolo, simili a quelli utilizzati nei pazienti, raddoppiavano le dimensioni del tumore nei topi sopprimendo la loro risposta immunitaria contro alcuni tumori. I macrofagi (cellule che rilevano, ingeriscono e distruggono gli organismi nocivi) sono stati recentemente identificati come le cellule responsabili di questi effetti dannosi.
Inoltre, i dati preliminari generati da La-Beck mostrano che il colesterolo liposomiale viene metabolizzato in ossisteroli (derivati del colesterolo prodotti dall’ossidazione) che sono noti per compromettere le funzioni dei macrofagi.
“Sulla base di ciò, teorizziamo che gli ossisteroli liposomiali inducono i macrofagi a sopprimere l’immunità antitumorale e a migliorare la crescita del tumore”, ha aggiunto La-Beck.
Il laboratorio di La-Beck ha cercato di comprendere e affrontare questo problema studiando cosa fa il corpo alle nanoparticelle e cosa fa la nanoparticella al corpo. Diversi anni fa hanno scoperto che le nanoparticelle interagiscono in modo significativo con il sistema immunitario.
Le nanoparticelle, in questo caso i liposomi, vengono riconosciute dal sistema immunitario, che risponde ai liposomi come a qualsiasi agente patogeno percepito come estraneo. I macrofagi normalmente consumano ed eliminano tutti questi agenti patogeni e quindi presentano le parti dell’agente patogeno alle cellule T, un’altra parte del sistema immunitario che fornisce una risposta antigene-specifica per riconoscere quello specifico agente patogeno.
La-Beck ha affermato che questi macrofagi sono cruciali nell’eliminazione iniziale delle nanoparticelle e nell’attivazione di altre risposte immunitarie alle nanoparticelle. La loro ricerca preliminare ha dimostrato che alcune di queste risposte sono effettivamente buone; Inducono le cellule immunitarie a produrre molecole che aiutano ad attivare una risposta immunitaria contro le cellule tumorali.
“Abbiamo anche scoperto che alcune di queste risposte immunitarie sono negative perché stimolano il rilascio di molecole che possono effettivamente sopprimere alcune parti del sistema immunitario e promuovere la crescita delle cellule tumorali”, ha spiegato La-Beck. “Quindi il sistema immunitario è un’arma a doppio taglio: se è fuori controllo, si ottengono effetti negativi, ma se è corretto, si ottengono effetti positivi.”
Per questo finanziamento, la ricerca di La-Beck si concentrerà sulla porzione di colesterolo del sistema di rilascio dei liposomi. Ha detto che quando il corpo metabolizza troppo colesterolo in modo errato, provoca altre malattie come l’aterosclerosi e potrebbe essere coinvolto nella patogenesi del morbo di Alzheimer e di altri tipi di cancro.
“La conclusione è che questi sistemi di rilascio di nanoparticelle hanno un enorme potenziale per aiutare a migliorare i trattamenti, ma c’è molto che non capiamo su come influenzano il sistema immunitario”, ha detto La-Beck. “Se non lo scopriamo, non saremo in grado di sfruttare appieno il suo potenziale terapeutico. Questo è fondamentalmente lo scopo della sovvenzione.”
Fontana:
Centro di scienze della salute della Texas Tech University
