Un team dell’Università di Ginevra e della LMU ha sviluppato un nanotrasportatore per rendere un farmaco antinfiammatorio molto più efficace e meno tossico.
Come si può somministrare un farmaco esattamente dove è necessario, limitando al contempo il rischio di effetti collaterali? L’uso di nanoparticelle per incapsulare un farmaco e proteggerlo nel suo punto d’azione è sempre più studiato. Tuttavia, ciò richiede l’identificazione della nanoparticella giusta per ogni farmaco in base a una serie di parametri precisi. Un team dell’Università di Ginevra e dell’Università Ludwig-Maximilian di Monaco (LMU) è riuscito a sviluppare una nanoparticella completamente biodegradabile in grado di veicolare un nuovo farmaco antinfiammatorio direttamente nei macrofagi - le cellule in cui si scatenano le reazioni infiammatorie incontrollate - garantendone l’efficacia. Inoltre, gli scienziati hanno utilizzato una metodologia di screening in vitro che limita la necessità di test sugli animali. Questi risultati, pubblicati sul Journal of Controlled Release, aprono la strada a un trattamento antinfiammatorio estremamente potente e mirato.
L’infiammazione è una risposta fisiologica essenziale dell’organismo per difendersi dagli agenti patogeni, ma può essere problematica quando diventa cronica, come nei tumori, nelle malattie autoimmuni o in alcune infezioni virali. Esistono già molti trattamenti ma, poiché la loro azione è spesso poco mirata, sono necessarie dosi elevate e sono frequenti effetti collaterali deleteri. I macrofagi, grandi cellule immunitarie il cui ruolo naturale è quello di fagocitare gli agenti patogeni e scatenare l’infiammazione per distruggerli, sono spesso coinvolti nelle malattie infiammatorie. Quando si attivano eccessivamente, queste cellule scatenano una risposta infiammatoria eccessiva che si rivolge contro l’organismo invece di proteggerlo.
La necrosulfonamide è una nuova molecola che inibisce il rilascio di diversi importanti mediatori pro-infiammatori e rappresenta quindi un promettente progresso per alleviare alcuni tipi di infiammazione. Tuttavia, essendo di natura estremamente idrofobica, viaggia male nel flusso sanguigno e potrebbe attaccare molti tipi di cellule, innescando effetti potenzialmente tossici. Ecco perché questa molecola non è ancora disponibile come farmaco", afferma Gaby Palmer, professore presso il Dipartimento di Medicina e il Centro di Ricerca sull’Infiammazione della Facoltà di Medicina dell’Università di Ginevra, che ha condotto lo studio. L’utilizzo di una nanoparticella come mezzo di trasporto consentirebbe di aggirare queste carenze, consegnando il farmaco direttamente ai macrofagi per combattere l’iperattivazione infiammatoria laddove essa ha inizio.
Tre nanoparticelle al microscopio
Gli scienziati hanno testato diverse nanoparticelle, i cui criteri principali erano la riduzione della tossicità e del dosaggio richiesto, nonché la capacità di rilasciare il farmaco solo una volta raggiunto l’interno dei macrofagi. Abbiamo utilizzato una tecnologia di screening in vitro su queste cellule umane e murine che abbiamo sviluppato qualche anno fa. In questo modo si risparmia tempo e si riduce notevolmente la necessità di utilizzare modelli animali", spiega Carole Bourquin, docente presso la Facoltà di Scienze (Istituto di Scienze Farmaceutiche della Svizzera Occidentale) e la Facoltà di Medicina (Dipartimento di Anestesiologia, Farmacologia, Terapia Intensiva ed Emergenze, Centro di Ricerca Traslazionale in Oncoematologia e Centro di Ricerca sull’Infiammazione di Ginevra) dell’Università di Ginevra, che ha co-diretto questo lavoro. Solo le particelle più promettenti saranno poi testate nei topi, un prerequisito per la sperimentazione clinica sull’uomo.
Sono state esaminate tre nanoparticelle molto diverse tra loro: una nanoparticella a base di ciclodestrina, una sostanza comunemente usata nei cosmetici o negli alimenti industriali, una nanoparticella di fosfato di magnesio e infine una nanoparticella di silice porosa. Il primo non è stato molto soddisfacente, mentre il secondo si è rivelato controproducente: ha provocato il rilascio di mediatori pro-infiammatori, stimolando la reazione infiammatoria invece di combatterla", spiega Bart Boersma, dottorando nel laboratorio di Carole Bourquin e primo autore di questo studio.
La nostra nanoparticella di silice, invece, soddisfaceva tutti i criteri: completamente biodegradabile, della dimensione giusta per essere ingerita dai macrofagi e in grado di trasportare il farmaco nei suoi numerosi pori senza rilasciarlo troppo presto. L’effetto antinfiammatorio è stato notevole" L’équipe ha poi replicato i test rivestendo le nanoparticelle con un ulteriore strato di lipidi, ma senza ottenere benefici maggiori rispetto alle sole nanoparticelle di silice.
Piccole spugne di silice
Altre nano-spugne di silice sviluppate dal team svizzero-tedesco avevano già dimostrato la loro efficacia nel trasporto di farmaci antitumorali. Qui portano un farmaco molto diverso che inibisce il sistema immunitario", spiega Carole Bourquin. La silice porosa, ancora poco conosciuta, sta gradualmente emergendo come nanoparticella di elezione in campo farmaceutico, in quanto molto efficace, stabile e non tossica. Tuttavia, ogni farmaco richiede un vettore su misura: la forma, le dimensioni, la composizione e la destinazione delle particelle devono essere rivalutate di volta in volta". La combinazione di questo potente antinfiammatorio e delle nanoparticelle di silice porosa mostra una sinergia promettente che il team di ricerca continuerà a studiare.
9 novembre 2022
