Nanoparticulele de silice inginerizate distrug tumorile prostatice în studii preclinice

Nanoparticulele de silice inginerizate distrug tumorile prostatice în studii preclinice

Nanoparticulele de silice, inginerizate pentru a viza prostata, s-au dovedit eficiente în distrugerea tumorilor prostatice și în stimularea imunității anti-tumorale, conform unui studiu preclinic realizat de cercetători de la Weill Cornell Medicine și Colegiul de Inginerie Cornell.

Aceste particule, derivate din dioxid de siliciu, un component comun al alimentelor sănătoase sau structurilor sedimentare fosilizate, au indus remisiuni complete ale tumorilor agresive în modele murine, sugerând necesitatea unor investigații suplimentare în studii clinice.

Inițial dezvoltate pentru aplicații de imagistică medicală, aceste particule, cunoscute sub denumirea de nanoparticule ultrasubțiri cu nucleu fluorescent, sau Cornell Prime dots (C’ dots), au avansat în etapele clinice pentru intervenții chirurgicale ghidate imagistic și aplicații terapeutice. În ultimii ani, cercetătorii au descoperit că C’ dots pot exercita efecte terapeutice asupra celulelor canceroase, fără a afecta celulele sănătoase. În studiul recent, publicat pe 15 iunie în Cancer Research, cercetătorii au evaluat efectele acestor particule asupra modelelor de cancer prostatic agresiv.

Ei au demonstrat că particulele fac celulele tumorale extrem de susceptibile la un proces de autodistrugere numit „ferroptoză”, în care oxidarea excesivă a moleculelor, în special a celor legate de grăsimi din membranele celulare, duce la degradarea acestora. Deși mecanismul prin care particulele declanșează ferroptoza rămâne neclar, cercetătorii au găsit dovezi că particulele, concepute inițial ca transportatori pentru agenți de imagistică, captează adesea ioni de fier încărcați pozitiv în sânge și îi transportă în interiorul celulelor tumorale, unde pot cataliza oxidarea excesivă.

C’ dots au avut numeroase efecte imunologice, inclusiv transformarea celulelor T, a macrofagelor și a altor celule imune din apropierea tumorii din moduri inerte sau imunomodulatoare în moduri robuste de activitate antitumorală. Aceste rezultate au dus la sensibilizarea tumorilor la imunoterapiile anticancerigene aprobate clinic. Experimentele au relevat, de asemenea, perturbări metabolice extinse care inhibă creșterea în diferite populații celulare din microambientul tumoral.

Particulele de silice au fost direcționate specific către celulele tumorale prostatice printr-o moleculă care se atașează de o proteină de suprafață celulară numită PSMA, dar chiar și în țesuturile non-prostatice, unde particulele s-au concentrat temporar, nu s-a observat semn de toxicitate.

„Suntem foarte încurajați de aceste rezultate; un tratament care induce direct moartea celulelor tumorale, în timp ce transformă microambientul imun, așa cum face aceasta, ar reprezenta un nou paradigm clinic”, a declarat Dr. Michelle Bradbury.

Studiul face parte dintr-o colaborare pe termen lung între laboratorul Dr. Bradbury și laboratorul co-autorului Dr. Ulrich Wiesner. Acesta a fost finanțat parțial de Parker Institute for Cancer Immunotherapy la Weill Cornell Medicine.

Rezultatele cele mai surprinzătoare au apărut în timpul experimentelor de supraviețuire efectuate pe șoareci cu cancer prostatic agresiv. C’ dots, administrate singure, și imunoterapiile aplicate separat au extins moderat supraviețuirea comparativ cu lipsa tratamentului. Dar combinația dintre particulele de silice și o imunoterapie numită blocaj al punctelor de control imun a dus la remisiuni complete sau aproape complete și supraviețuire indefinită în patru din zece șoareci tratați în acest mod. Adăugarea unui al treilea tratament, blocajul CSF-1R, care vizează macrofagele asociate tumorii, a dus la cinci din zece remisiuni complete.

„Credem că nu există nimic altceva care să aibă un efect atât de puternic și durabil asupra inhibării creșterii tumorii”, a spus Dr. Bradbury.

„Unul dintre cele mai interesante aspecte ale acestui studiu este convergența dintre uciderea directă a celulelor tumorale și remodelarea imunității pe o scară largă”, a adăugat Dr. Jedd Wolchok. „Prin crearea unor condiții care susțin un răspuns imunitar antitumoral mai eficient, aceste particule ar putea ajuta la deblocarea întregului potențial al imunoterapiei în cancerul de prostată, unde răspunsurile durabile au fost, în mod istoric, greu de obținut.”

Dr. Bradbury și colegii săi au recunoscut, de asemenea, contribuțiile autorilor principali ai studiului, Dr. Nabil Siddiqui, Dr. Li Zhang și Dr. Gabriel DeLeon, care au condus numeroase studii biologice, mecaniste și translaționale, precum și studenții absolvenți din laboratorul Dr. Wiesner, Nada Naguib și Rachel Lee, a căror sinteză și caracterizare precisă a loturilor de particule au făcut această cercetare posibilă. „Acest studiu reflectă ani de eforturi colaborative între multiple laboratoare și nu ar fi fost posibil fără dedicarea, creativitatea și perseverența acestei echipe de cercetare extraordinare care a contribuit la avansarea științei”, a adăugat ea.

Cercetătorii continuă să exploreze aceste nanoparticule ultrasubțiri cu nucleu de silice ca o nouă clasă de terapii anticancerigene care pot modula simultan căile inflamatorii, imune și metabolice, cu scopul final de a evalua siguranța și eficacitatea lor în studii clinice.