La nanomedicina personalizzata è la nuova sfida nella lotta contro i tumori

Una nuova terapia personalizzata che include il pre-trattamento dei pazienti oncologici con farmaci già disponibili sul mercato, con l’ausilio di sistemi di imaging. Un metodo di nanoscopia avanzata applicato su sezioni di tessuti malati, in grado di analizzare le variazioni morfologiche e ottiche del tumore prima e dopo il trattamento farmacologico. Sono questi i due obiettivi perseguiti da CATHENA (CAncer THErapy by NAnomedicine), progetto per la nanomedicina personalizzata contro il cancro, frutto di una partnership pubblico-privata tra Bracco Imaging (capofila), A.P.E. Research Srl, Università degli Studi di Trieste e Centro di Riferimento Oncologico di Aviano (CRO), con il coordinamento scientifico di Area Science Park. Gli studi condotti hanno avuto come obiettivo quello di identificare nuove strategie terapeutiche combinate, volte ad aumentare selettivamente nel tessuto malato la quantità di farmaci antitumorali somministrabile. Oggi grazie alla partnership ed alla condivisione delle conoscenze tecniche, mediche e diagnostiche che il progetto CATHENA ha reso possibili, possiamo affermare di aver più consapevolezza nell’applicazione della nanomedicina contro la patologia oncologica. I tumori sono la seconda causa di morte dopo le patologie cardio-vascolari. Attualmente le terapie farmacologiche più utilizzate sono basate su anticorpi diretti verso specifici bersagli biomolecolari e recentemente sono stati immessi sul mercato farmaci basati su sistemi di dimensione nanometrica che dovrebbero facilitare la penetrazione nelle cellule del principio attivo. L’organismo, tuttavia, tende a produrre resistenze al vettore, che riducono la diffusione del farmaco e ne limitano la distribuzione all’interno delle cellule cancerose. Nel caso degli anticorpi, questa limitazione è in parte mitigata da una minore resistenza al trasporto nei tessuti e dall’aumento delle dosi terapeutiche, con la conseguenza, però, di esporre i pazienti a notevoli reazioni avverse e far crescere i costi della cura. Qui entra in gioco il progetto CATHENA, che ha studiato una strategia per massimizzare l’accumulo selettivo dei principi attivi nelle zone affette da patologia oncologica ovvero un pre-trattamento farmacologico che andasse ad aumentare la permeabilità dei vasi.
Ci sono volute competenze diverse e complementari per centrare l’obiettivo, a cominciare da quelle del Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche dell’Università degli Studi di Trieste. Qui il gruppo di ricerca coordinato dalla prof.ssa Lucia Pasquato ha contribuito alla preparazione di nuove sonde fluorescenti con diversi gradi di attitudine a legarsi ai grassi e a disperdersi tra essi (lipofilia). Data la complessità strutturale dei composti progettati, la sintesi è stata impegnativa ma ha consentito di raggiungere l’obiettivo con successo. Queste sonde fluorescenti sono state poi incorporate in nanovettori lipidici presso Bracco Imaging. L’attività di ricerca di Bracco si è focalizzata sulla preparazione e studio dei nanovettori, in particolare di quattro tipologie di nanoparticelle lipidiche funzionalizzate con molecole fluorescenti innovative. I risultati hanno mostrato una migliore attitudine delle nuove sonde fluorescenti ad intercalarsi nei nanovettori e quindi una migliore capacità di emissione luminosa. A.P.E. Research ha analizzato la morfologia, la struttura superficiale e le proprietà elettriche e ottiche dei nanovettori con tecniche di microscopia a sonda. Ha sviluppato inoltre uno specifico set-up di nanoimaging multispettrale avanzato che permette di studiare le sezioni istologiche, utile alla validazione in ambito terapeutico. Infine, l’unità di Anatomia Patologica del Centro di Riferimento Oncologico di Aviano si è occupata dell'analisi di protocolli terapeutici innovativi tramite imaging ottico in vivo, accoppiato a studi di biodistribuzione, farmacocinetica e farmacodinamica specifici per i tumori del colon e ovarici. È stato così valutato l’effetto dei trattamenti attraverso l’analisi e la quantificazione dei nanovettori fluorescenti all'interno del microambiente tumorale, e mediante una dettagliata analisi istopatologica. Come sottolinea il prof. Vincenzo Canzonieri (CRO e UNITS), il progetto ha permesso di migliorare sia i modelli in vitro 3D (organoidi) che rappresentano degli avatar del tumore dei pazienti, sia modelli in vivo per affinare protocolli terapeutici che utilizzano nanotecnologie avanzate.
I risultati di CATHENA vengono illustrati oggi nel corso dell'evento finale del progetto che vede gli intervenuti del prof. Luis M. Liz-Marzán (CIC biomaGUNE, Basque Research and Technology Alliance (BRTA), Donostia-San Sebastian, Spain), uno dei leader mondiali nelle applicazioni della scienza dei colloidi alla nanoplasmonica, e della dott.ssa Claudia Cabella (Bio-Imaging R&D Manager, Bracco Imaging), esperta in studi preclinici nei campi della risonanza magnetica e nello sviluppo di nanosistemi per l'imaging e per la terapia di malattie cardiovascolari. CATHENA è un progetto finanziato dalla Regione Friuli Venezia Giulia sul bando POR FESR 2014-2020.