Radiosensibilizatori, nanoterapeutice, paclitaxel legat de albumină sub formă de nanoparticule

Nanotehnologie  este deja baza unor instrumente diagnostice intrate în practica noastră clinică. Detectarea mult mai sensibilă și precoce a unor molecule circulante din sânge, numite markeri tumorali, este acum posibilă folosind nanoparticulele (NT). De exemplu, a fost dezvoltat un nou test cu cod de bare biologic, care utilizează NT de aur pentru detectarea antigenului specific prostatic (cunoscut ca PSA). Cu acest test au putut fi identificate mai sensibil creșterile valorilor PSA și s-a putut stabili mai bine cui trebuie administrată radioterapia de salvare după chirurgia prostatei.

• Ce este o nanoparticulă și ce exemple există? Nanotehnologia în diagnosticul cancerului

Microveziculele eliberate în circulația sanguină de glioblastoame, un tip de celule tumorale cerebrale, au putut fi detectate prin metode bazate pe NT, permițând estimarea potențialului de recidivă a bolii și a răspunsului la tratament.

Nanotehnologia a fost inclusă și în dispozitivele dezvoltate pentru captarea „celulelor tumorale circulante”. Acestea sunt celule desprinse din tumora principală, care ajung în interiorul vaselor și intră în circulația sanguină. Ele formează semințe pentru tumori suplimentare (metastaze) în organe îndepărtate vitale, declanșând un mecanism responsabil de multe decese asociate cancerului. Instrumentele de detectare a celulelor tumorale circulante permit monitorizarea bolii în timp real și diagnosticul precoce. O altă importanță a acestor celule este posibilitatea de a permite evaluarea răspunsului la tratament în timp real în oncologia radioterapeutică.

Nanoparticule anorganice și radiosensibilizatori

De mult timp există interes pentru radiosensibilizatori. Aceștia sunt medicamente care fac celulele tumorale sensibile la radioterapie, pentru a-i crește eficacitatea. În acest scop pot fi utilizate chimioterapia și medicamentele țintite. O strategie specială este creșterea dozei de radiație în țesutul tumoral folosind materiale cu număr atomic mare. Doza de radiație absorbită de orice țesut este legată de numărul atomic ridicat al materialului. Scopul este asigurarea unei doze mai mari de radiație în țesutul tumoral, administrând o doză mai mică țesutului normal învecinat. În numeroase cercetări, NT de aur au fost utilizate în acest scop ca radiosensibilizatori. Aurul are un număr atomic mare și un profil sigur, inert (inactiv), fiind utilizat anterior în siguranță în tratamente medicale. Însă, deocamdată, cea mai sigură cale de administrare a acestor agenți pare a fi injectarea directă în tumoră.

Nanoterapeutice pentru creșterea eficacității chimioradioterapiei

Chimioradioterapia, adică administrarea împreună a chimioterapiei și radioterapiei, a fost o opțiune terapeutică importantă în oncologie. A prelungit supraviețuirea și a asigurat un control mai bun al bolii, însă are mai multe efecte adverse decât alte opțiuni de tratament. În tratamentul ideal, scopul este creșterea eficacității chimioradioterapiei concomitent cu reducerea efectelor adverse. După cum am menționat, NT au numeroase caracteristici importante pentru transportul medicamentelor chimioterapice, precum acumularea preferențială în tumori și incapacitatea de a pătrunde în vasele normale (de a adera la acestea). Datorită acestor proprietăți, o doză mai mică de medicament ajunge la țesutul normal, efectele adverse scad, iar distribuția medicamentului este lentă și controlată.

Formulele lipozomale ale medicamentului chimioterapic doxorubicină sunt primul terapeutic pe bază de NT dezvoltat pentru tratamentul cancerului. Este o formă de doxorubicină încapsulată într-un lipozom pegilat (acoperit cu polietilenglicol). Medicamentul a fost dezvoltat pentru tratarea sarcomului Kaposi (în această boală asociată SIDA, leziunile cresc pe piele, în gură, nas, gât și alte organe). Doxorubicina acoperită cu lipozomi este mai puțin cardiotoxică decât doxorubicina clasică. Doxorubicina lipozomală este utilizată și pentru tratamentul cancerului ovarian și mielomului multiplu.

Paclitaxelul legat de albumină sub formă de nanoparticule (nab-Paclitaxel) este un chimioterapic pe bază de nanoparticule aprobat recent. A contribuit favorabil la tratamentul cancerului pancreatic, mamar și ovarian. Are și proprietăți radiosensibilizante, permițând reducerea dozei de radiație administrate cu până la %50.

În cancerul pulmonar fără celule mici au început testările formulelor de NT polimerice ale medicamentelor chimioterapice Paclitaxel și Docetaxel, împreună cu radioterapia.

În plus, formulele de NT ale unor medicamente care nu puteau fi utilizate ca molecule mici din cauza toxicității severe au început să fie folosite cu mult mai puține efecte adverse și eficacitate ridicată. De exemplu, Wortmannin este un radiosensibilizator care inhibă repararea ADN-ului. Formula de NT a Wortmanninului este de 3-5 ori mai bine tolerată decât forma de moleculă mică.

Sisteme de transport al medicamentelor mediate de radiație, folosind NT

Radioterapia poate fi utilizată pentru a facilita ajungerea terapeuticelor pe bază de NT la tumoră. Radiația ionizantă poate crește permeabilitatea vaselor care hrănesc tumorile și poate produce efectul EPR menționat anterior (efectul de permeabilitate și retenție crescute: efectul de permeabilitate și retenție amplificate (EPR)). La expunerea la radiații cu energie suficient de mare, atomii se ionizează; aceasta se numește radiație ionizantă. Astfel, atomii pot pierde electroni și se pot forma ioni. Celulele vii și, mai important, ADN-ul din ele sunt afectate de această ionizare. Radioterapia funcționează pe acest principiu: distrugerea ADN-ului celulelor tumorale declanșează moartea acestora.

Într-adevăr, studiile au arătat că radioterapia crește acumularea terapeuticelor pe bază de NT în tumoră. Acest efect de acumulare preferențială poate apoi, prin eliberarea medicamentului declanșată de hipertermie , obținându-se astfel o terapie eficientă.

Potrivit datelor și studiilor existente, transportul medicamentelor mediat de radiație o nouă strategie în tratamentul cancerului ar putea deveni.

Viitorul

Progresele în tratamentul cancerului au fost paralele cu evoluțiile tehnologice. De exemplu, radioterapia cu intensitate modulată  (terapia prin radiație cu intensitate modulată), considerată un progres major în oncologia radioterapeutică, a devenit posibilă datorită dezvoltării fizicii și informaticii. Este aproape sigur că, în viitor, nanotehnologia va fi o forță motrice majoră a progresului oncologiei.

Pe scurt, medicamentele bazate pe NT pot crește eficacitatea radioterapiei, pot permite identificarea mai bună a ganglionilor limfatici metastatici, pot face posibil tratamentul personalizat și pot promite mai puține efecte adverse, crescând totodată eficacitatea medicamentelor chimioterapice.