Le nanoparticelle provocano la risposta immunitaria contro i tumori ma evitano gli effetti collaterali

Le immagini per il download sul sito web dell'ufficio notizie del MIT sono rese disponibili a entità non commerciali, stampa e pubblico in generale sotto una licenza Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. Non è possibile modificare le immagini fornite, se non ritagliandole a misura. Per la riproduzione delle immagini è necessario utilizzare una linea di credito; se non ne viene fornito uno di seguito, accreditare le immagini a "MIT".

Immagine precedente Immagine successiva

I farmaci antitumorali che stimolano il sistema immunitario del corpo ad attaccare i tumori sono un modo promettente per trattare molti tipi di cancro. Tuttavia, alcuni di questi farmaci producono un’eccessiva infiammazione sistemica quando somministrati per via endovenosa, rendendoli dannosi da usare nei pazienti.

I ricercatori del MIT hanno ora escogitato un possibile modo per aggirare questo ostacolo. In un nuovo studio, hanno dimostrato che quando i profarmaci immunostimolanti – farmaci inattivi che richiedono attivazione nel corpo – sono sintonizzati per un tempo di attivazione ottimale, i farmaci provocano il sistema immunitario ad attaccare i tumori senza gli effetti collaterali che si verificano quando la forma attiva del farmaco viene data.

I ricercatori hanno progettato profarmaci con strutture simili a scovolini basati su una classe di composti chiamati imidazochinoline (IMD). I topi trattati con questi profarmaci per scovolini progettati con una cinetica di attivazione ottimizzata hanno mostrato una significativa riduzione della crescita del tumore, senza effetti collaterali. I ricercatori sperano che questo approccio possa essere utilizzato per potenziare le risposte del sistema immunitario nei pazienti affetti da cancro, soprattutto se combinato con altri farmaci immunoterapici o vaccini contro il cancro.

"La nostra libreria di profarmaci per bottiglia ci ha permesso di mostrare un effetto immunologico di controllo della cinetica dell'immunoterapia, permettendoci di potenziare le risposte immunitarie riducendo al minimo gli effetti collaterali", afferma Sachin Bhagchandani, uno studente laureato del MIT e autore principale dello studio. “Questo tipo di approccio apre nuove strade agli scienziati che vogliono separare la tossicità da alcuni promettenti agenti immunoterapici”.

Jeremiah Johnson, professore di chimica del MIT, e Darrell Irvine, professore della Underwood-Prescott con incarichi nei dipartimenti di ingegneria biologica e di scienza e ingegneria dei materiali del MIT, sono gli autori senior dell'articolo, apparso oggi su Science Advances. Irvine è anche direttore associato del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT e membro del Ragon Institute di MGH, MIT e Harvard.

Profarmaci su misura

Le molecole organiche note come IMD si legano ai recettori cellulari chiamati recettori Toll-like che si trovano sui macrofagi e su altre cellule del sistema immunitario innato. Quando attivate, queste cellule iniziano a produrre citochine e altre molecole infiammatorie.

Nel 1997, la FDA ha approvato i farmaci topici IMD per il trattamento di alcuni tipi di cancro della pelle. Da allora, molti altri farmaci IMD sono stati testati in studi clinici per una varietà di tipi di cancro, ma nessuno di questi è stato approvato, in parte perché i farmaci producevano un’eccessiva infiammazione sistemica.

Il team del MIT ha deciso di esplorare se i profarmaci degli IMD, che vengono inattivati ​​fino a quando non vengono “accesi” nel microambiente tumorale, potrebbero ridurre tali effetti collaterali. Negli ultimi anni, il laboratorio di Johnson ha sviluppato un nuovo tipo di piattaforma per profarmaci a forma di scovolino. Queste strutture cilindriche su scala nanometrica sono costituite da catene che si estendono da una spina dorsale centrale, conferendo alla molecola una struttura simile a uno scovolino. I farmaci inattivati ​​sono legati lungo la struttura della spazzola attraverso linker scindibili che definiscono la velocità di rilascio dell'IMD attivo.

I ricercatori hanno generato e confrontato sei profarmaci da scovolino che differivano solo per la velocità di rilascio, al fine di indagare in che modo la cinetica di attivazione del profarmaco influisce sulle risposte antitumorali. Utilizzando questi profarmaci, i ricercatori speravano di poter fornire IMD attivi ai tumori evitandone il rilascio nel flusso sanguigno.