Ricercatori giapponesi sviluppano un sistema di somministrazione di farmaci, basato su bio Nanoparticelle antitumorali ottenute dal mais.
Le nanoparticelle, o particelle le cui dimensioni variano tra 1 e 100 nanometri, hanno mostrato un enorme potenziale in molte aree della scienza e della tecnologia, compresa la terapia. Tuttavia, le nanoparticelle sintetiche convenzionali sono complicate e costose da produrre. Le vescicole extracellulari (EV), che sono emerse come un’opzione alternativa alle nanoparticelle sintetiche, mostrano sfide per la produzione di massa.
Bio Nanoparticelle antitumorali nel dettaglio
Una recente alternativa emersa, consiste nelle nanoparticelle (NPs) di origine vegetale, che possono essere facilmente prodotte in grandi quantità a costi relativamente più bassi. Come gli EVs, questi sistemi basati su nanoparticelle contengono anche molecole bioattive, tra cui polifenoli (che sono noti antiossidanti) e micro-RNA, e possono consegnare farmaci a organi bersaglio nel nostro corpo.
Sfruttando queste conoscenze, i ricercatori della Tokyo University of Science (TUS) hanno recentemente sviluppato bio nanoparticelle con attività anticancro, utilizzando il mais come materia prima.
Il Prof. Makiya Nishikawa dell’Università di Scienze di Tokyo, Giappone, che ha guidato il team di ricerca in questo sforzo, spiega:
“Controllando le proprietà fisico-chimiche delle nanoparticelle, possiamo controllare la loro farmacocinetica nel corpo; così, abbiamo voluto esplorare la nanoparticolazione di piante commestibili. Il mais, o granturco, è prodotto in grandi quantità in tutto il mondo sia nella sua forma nativa che nelle sue forme geneticamente modificate. Ecco perché lo abbiamo selezionato per il nostro studio”.
I campioni filtrati del mais generano NPs
Il team ha creato una miscela omogenea di mais super dolce in acqua, poi ha centrifugato questo succo di mais ad alta velocità, purificandolo successivamente attraverso un filtro a siringa con una dimensione dei pori di 0,45 μm.
I campioni filtrati sono stati poi ultracentrifugati per ottenere NPs derivate dal mais. Le NP derivate dal mais (cNPs) avevano un diametro di circa 80 nm. Decisamente interessante, che queste cNPs portavano anche una piccola carica negativa netta di -17 mV.
A questo punto l’équipe, ha impostato degli esperimenti per vedere se queste cNPs venivano assorbite da vari tipi di cellule. In una serie di risultati promettenti, i cNP sono stati assorbiti da diversi tipi di cellule, comprese le cellule tumorali clinicamente rilevanti del colon26 (cellule tumorali derivate dai topi), cellule simili a macrofagi RAW264.7 e cellule NIH3T3 normali.
Le cellule RAW264.7 sono utilizzate come screening in vitro per immunomodulatori-farmaci che mirano principalmente a svariate cause tumorali.
I risultati sono stati sorprendenti
Dei tre tipi di cellule, le cNP hanno inibito significativamente solo la crescita delle cellule del colon26, indicando la loro selettività per le linee cellulari cancerogene. Inoltre, le cNP sono state in grado di indurre con successo il rilascio del fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α) dalle cellule RAW264.7.
È un fatto ben documentato che il TNFα è principalmente secreto dai macrofagi, dalle cellule natural killer e dai linfociti – tre ingredienti chiave del nostro sistema immunitario altamente evoluto e che aiutano a montare una risposta anticancro.
“La forte risposta al TNFα è stata incoraggiante e ha indicato il ruolo delle cNP nel trattamento di vari tipi di cancro”. Chiarisce il dottor Daisuke Sasaki, primo autore dello studio e istruttore e ricercatore alla TUS.
Il team di ricerca ha successivamente condotto delle analisi di laboratorio con l’enzima “luciferasi” (derivato dalle lucciole), che è un marcatore sensibile per lo studio di varie risposte biologiche. Questo test basato sulla luciferasi ha rivelato che la potente combinazione di cNPs e cellule RAW264.7 ha significativamente soppresso la proliferazione delle cellule colon26.
Tirando le somme:
Infine, il team di ricerca ha studiato l’effetto delle cNP sui topi da laboratorio che soffrono di tumori sottocutanei. Ancora una volta, i risultati sono stati sorprendenti: l’iniezione quotidiana di cNPs nei tumori del colon26, ha significativamente soppresso la crescita tumorale; questo senza causare gravi effetti collaterali o perdita di peso.
“Ottimizzando le proprietà delle nanoparticelle e combinandole con farmaci antitumorali, speriamo di concepire farmaci sicuri ed efficaci per vari tipi di cancro”; osserva con ottimismo il Prof. Nishikawa.
Riassumendo questi importanti risultati, il Dr. Kosuke Kusamori, co-autore e professore assistente alla TUS dice:
“Queste cNPs mostrano eccellenti proprietà anti-tumorali, sono facili da sviluppare e sono economicamente sostenibili. Inoltre, non mostrano alcun grave effetto negativo, almeno nei modelli murini … finora!”
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