Un gruppo di ricercatori dell’Università di Trieste, in collaborazione con altri istituti internazionali tra cui China Pharmaceutical University e Aix Marseille University, ha progettato, sintetizzato e testato due nanoparticelle capaci di trasportare all’interno della cellula in modo selettivo terapie a base di acido nucleico in grado di contrastare la progressione di tumori molto aggressivi.
Il lavoro è stato pubblicato su PNAS.
Le terapie moderne basate sul trasporto e sul rilascio di acidi nucleici - macromolecole di due tipi (DNA e RNA) in grado di trasportare o modificare l’informazione genetica all’interno delle cellule - sono un importante campo di ricerca per contrastare malattie molto gravi, come tumori aggressivi e metastatici e malattie genetiche rare.
Affinché queste molecole terapeutiche raggiungano la cellula devono però essere “mascherate” perché altrimenti verrebbero riconosciute come agenti esterni e attaccate dal nostro sistema immunitario.
I ricercatori dell’Università di Trieste hanno quindi cercato un modo per “ingannare” la cellula creando due diversi tipi di vettori che utilizzano nanomateriali autoassemblanti: dei “mattoncini” che, ravvicinati, riescono a organizzarsi autonomamente attorno a questi acidi nucleici, nasconderli e trasportarli dentro le cellule in modo selettivo, come una sorta di cavallo di Troia.
Inoltre, i ricercatori hanno realizzato due nanoparticelle con caratteristiche diverse tra loro, l’una specifica per le terapie a base di RNA, l’altra per quelle a base di DNA. E’ un risultato molto importante perché queste molecole hanno meccanismi e caratteristiche diverse ed è necessario, affinché svolgano la loro funzione terapeutica in modo efficace, che il vettore sia costruito sulla base del modo con cui ciascuna di esse penetra nella cellula.
“Strumenti tailor-made che soddisfino requisiti specifici per diverse applicazioni sono di grande importanza nella ricerca biomedica.” – sottolinea Sabrina Pricl, professoressa di ingegneria chimica e responsabile scientifico del team Molecular Biology and Nanotechnology Laboratory (MolBNL@UniTS), presso l’Università degli studi di Trieste “Con questo studio siamo riusciti per la prima volta a creare due nanoparticelle estremamente selettive. Abbiamo studiato e capito come gli acidi nucleici a base RNA e DNA entrano nella cellula e creato il trasportatore “su misura” per ciascuna di esse, testandone l’efficacia sia in vitro che in vivo e verificandone una grande capacità terapeutica. E’ un importante traguardo per una medicina sempre più personalizzata.”
I prossimi passi nello sviluppo di questo filone di ricerca sono molteplici e riguarderanno soprattutto il portare a una dimensione industriale la produzione delle nanoparticelle, che richiede il soddisfacimento di una complessa serie di requisiti imposti dalla prassi relativa alla produzione di materiali per uso farmaceutico e la loro successiva possibilità di essere portati finalmente alla fase clinica di verifica.
Rispetto a questo ultimo punto, è già stata dimostrata in questo studio l’efficacia e la non tossicità delle nanoparticelle. Aggiunge Sabrina Pricl, professoressa di ingegneria chimica e responsabile scientifico del team Molecular Biology and Nanotechnology Laboratory dell’Università degli studi di Trieste: “Anche se, quando si tratta di nuove molecole di uso farmaceutico, è sempre molto difficile fare previsioni e non bisogna creare false illusioni, queste nanoparticelle sono promettenti per un ingresso nella pratica clinica in tempi rapidi. Vi sono due condizioni che favoriscono questa prospettiva: da una parte, un sistema di nanoparticelle è stato recentemente approvato velocemente in quanto farmaco orfano per una malattia genetica rara, la malattia di Fabry; dall’altra una richiesta ufficiale di sensibilizzazione verso una maggior regolamentazione e un miglioramento dell’iter approvativo dei sistemi nanotecnologici in campo terapeutico è stata consegnata alla Commissione Europea dall’ Azione COST “Cancer nanomedicine: from the bench to the bedside”, di cui sono chair, congiuntamente ad altri enti che includono, tra l’altro, associazioni di pazienti e enti di sorveglianza/vigilanza sui farmaci”.
Studio pubblicato su PNAS, maggio 2023
Cargo-selective and adaptive delivery of nucleic acid therapeutics by bola-amphiphilic dendrimers
Jiaxuan Chena (a,b), Dandan Zhu (a), Baoping Liana (a), Kangjie Shia (a) Peng Chena (a,b), Ying Lia (a), Wenyi Lina (a), Ling Ding (b), Qiulin Long (a), Yang Wang (b,c), Erik Laurini (d) ,Wenjun Lan (b,e), Yun Lia (a), Aura Tintaru (b), Caoyun Ju (a), Can Zhang (a), Sabrina Pricl (d,f), Juan Iovanna (e), Xiaoxuan Liua (a) and Ling Peng (b)
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2220787120
Author affiliations:
a - State Key Laboratory of Natural Medicines, Jiangsu Key Laboratory of Drug Discovery for Metabolic Diseases, Center of Drug Discovery, Center of Advanced Pharmaceuticals and Biomaterials, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, P. R. China;
b - Aix Marseille University, CNRS, Center Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille, UMR 7325, «Equipe Labellisée Ligue Contre le Cancer», Marseille 13288, France;
c - Hubei Gedian Humanwell Pharmaceutical Co. Ltd., E-zhou 436070, P. R. China;
d - Department of Engineering and Architecture, Molecular Biology and Nanotechnology Laboratory, University of Trieste, Trieste 34127, Italy;
e - Aix Marseille University, INSERM, Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille, Institute Pauli-Calmettes, Marseille 13273, France;
f - Department of General Biophysics, Faculty of Biology and Environmental Protection, University of Lodz, Lodz 90-136, Poland
