Laponite, materiale a base di argilla che aiuta a combattere i tumori

 

 

La somministrazione di farmaci sintonizzabili e sensibili al pH può essere veicolata con biomateriali mediante l’aggiunta di Laponite, un materiale a base di argilla costituito da nanoparticelle cristalline sintetiche.

 

 

Nel trattamento chemioterapico dei tumori maligni localizzati è auspicabile una somministrazione mirata e controllata di farmaci antitumorali. Poiché questi tumori sono noti per esistere in un ambiente acido, è anche auspicabile che i metodi che veicolano i farmaci sul bersaglio siano sensibili al pH e che vengano, quindi, rilasciati in modo dipendente dal pH.

La somministrazione localizzata di farmaci può essere ottenuta in modo ottimale mediante l’uso di biomateriali (STB), ossia materiali biocompatibili e iniettabili che hanno la capacità di deformarsi sotto stress e quindi di auto-recuperare rapidamente e di rimodellarsi per adattarsi allo spazio desiderato.

Gli STB possono essere somministrati facilmente e rapidamente utilizzando cateteri e aghi clinici, possono fornire specificità e stabilità mirate senza frammentazione e sono abbastanza versatili da colpire vari tipi di cancro in tutto il corpo. La somministrazione di farmaci sintonizzabili e sensibili al pH può essere veicolata con tali STB mediante l’aggiunta di Laponite, un materiale a base di argilla costituito da nanoparticelle cristalline sintetiche.

In effetti, studi precedenti hanno dimostrato l’efficacia dell’uso di Laponite per il rilascio pH-dipendente di doxorubicina (DOX), un farmaco chemioterapico comunemente usato per trattare molti tipi di cancro. Tuttavia, poiché questi studi non sono stati condotti utilizzando STB, il pieno vantaggio dell’utilizzo di STB non era stato ancora dimostrato.

Al fine di studiare la reattività del pH nella consegna di DOX utilizzando STB, un gruppo di ricerca dell’americano Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) ha condotto esperimenti che hanno misurato queste capacità, caratterizzato le caratteristiche meccaniche coinvolte e dimostrato il loro effetto sulla crescita del melanoma maligno.

Il team ha prima preparato miscele composite di STB contenenti vari rapporti di gelatina e Laponite. Hanno quindi caricato diverse quantità di soluzioni DOX in tutte le formulazioni STB. Questo è stato seguito da test in vitro e in vivo per misurare gli effetti della somministrazione di DOX su cellule di melanoma maligno e di altri tumori sensibili a DOX. Sperimentando varie combinazioni con gli STB.

Sono stati eseguiti studi preliminari di dialisi sulle diverse formulazioni STB caricate con DOX per esaminare i loro profili di rilascio di DOX a diversi pH. Ulteriori test in vitro sono stati eseguiti per misurare la consegna di DOX e i loro effetti quando esposti a linee cellulari di melanoma in coltura.

I test in vivo sono stati poi condotti iniettando le diverse formulazioni di STB in topi con tumori del melanoma solido indotti. Sono state effettuate misurazioni delle dimensioni tumorali risultanti e dei tassi di sopravvivenza dei topi nel tempo e sono state eseguite analisi istologiche dei tessuti tumorali.

Come risultato dei vari test, il team TIBI è stato in grado di ottenere una formulazione STB ottimale che ha mostrato il rilascio di DOX più altamente controllato e di massima efficacia in condizioni acide. Questo STB ha anche mostrato le migliori proprietà meccaniche, con la minima resistenza al flusso meccanico al momento dell’iniezione e il tempo di recupero più veloce.

Ancora più importante, i risultati dei test sulle cellule di melanoma hanno pienamente dimostrato gli effetti superiori della somministrazione ottimale di farmaci dell’STB, con i più alti livelli di inibizione della crescita mediata da DOX e di morte cellulare.

Si è così giunti ad un mezzo praticabile per colpire i tumori localizzati, fornendo anche preziose informazioni sui fattori che influenzano i sistemi di somministrazione dei farmaci. Il che può avere effetti di vasta portata su molte applicazioni biomediche.