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Tra tutte le tipologie di tumore, il glioblastoma è una delle peggiori. Si tratta infatti del tumore al cervello più comune e aggressivo, per il quale non esiste una cura. Spesso i pazienti che ne sono affetti devono sottoporsi a interventi chirurgici, chemioterapia e radioterapia, e le possibilità di sopravvivenza a 5 anni dalla diagnosi sono inferiori al 10 %.
I ricercatori impegnati nella ricerca di un trattamento tanto atteso si sono sempre trovati di fronte a un muro, sia figurato che letterale. Come spiega Paolo Decuzzi, ricercatore senior e docente presso l’Istituto italiano di tecnologia: «Il problema principale del glioblastoma è che questo tumore è “protetto” dalla barriera biologica più impermeabile di tutte: quella emato-encefalica. Potenti agenti chemioterapeutici, oligonucleotidi per terapie mirate, anticorpi per immunoterapie e nanofarmaci tradizionali hanno tutti difficoltà ad attraversare tale barriera. Anche nei rari casi in cui riescono a superarla, le molecole terapeutiche non si distribuiscono in maniera biologicamente uniforme nelle cellule tumorali, lasciando cellule maligne residue nel cervello che si riattivano pochi mesi dopo l’intervento.»
Decuzzi ritiene che la soluzione possa essere rappresentata da una nuova generazione di sistemi impiantabili per il rilascio controllato di farmaci. Nel corso del progetto POTENT, finanziato dall’UE e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca (CER), il ricercatore ha sviluppato MESH, un sistema di rilascio che può essere compartimentalizzato per accogliere diversi agenti terapeutici, come piccole molecole farmacologiche, peptidi, anticorpi, RNA e nanofarmaci.
Un sistema di rilascio intelligente
A differenza dei wafer impiantabili esistenti, troppo rigidi per adattarsi alla superficie tumorale, il sistema MESH è composto da una microscopica rete (in inglese per l’appunto «mesh») di ceppi polimerici in grado di conformarsi prontamente a superfici biologiche dalle geometrie complesse. Questo semplifica enormemente l’interazione tra il sistema di rilascio controllato di farmaci e il tessuto tumorale circostante, garantendo una distribuzione uniforme degli agenti terapeutici durante il processo.
«La nostra soluzione è migliore anche rispetto ai gel iniettabili», osserva Decuzzi. «Questi gel riempiono l’intera cavità della resezione e spesso trasportano nel cervello dosi eccessive di farmaco, provocando effetti neurotossici. MESH, invece, rilascia le giuste concentrazioni di farmaci, si limita ai margini del tumore e spinge i medicinali più in profondità nel tessuto maligno.»
La caratteristica più interessante di MESH è il fatto che i compartimenti dei farmaci operano in una sequenza ben definita. Il primo compartimento si dissolve in un periodo compreso tra poche ore e alcuni giorni, rilasciando gli agenti chemioterapeutici più potenti. Successivamente il secondo compartimento rilascia, nel corso di diverse settimane o mesi, alcune molecole che potenziano la chemioterapia. Come osserva Decuzzi: «In fase di produzione è possibile scegliere la tipologia di agente terapeutico e il suo tasso di rilascio, personalizzandoli in base alle esigenze specifiche del paziente. L’utilizzo di terapie di combinazione complesse è particolarmente importante per il glioblastoma, un tumore caratterizzato da un’eterogeneità biologica spazio-temporale.»
MESH è inoltre composto da piccole quantità di polimeri biodegradabili, che ne permettono il completo dissolvimento senza portare la neurotossicità a livelli significativi. I modelli preclinici mostrano già enormi miglioramenti nel tasso di sopravvivenza rispetto agli standard clinici attuali.
Il progetto è stato completato nel 2020, ma da allora Decuzzi è impegnato a ottimizzare e sviluppare attivamente ulteriori applicazioni per MESH. «Stiamo testando diversi agenti terapeutici al fine di fornire anticorpi per immunoterapie e cocktail di molecole di RNA utili a migliorare ulteriormente la selettività e l’efficacia del trattamento. Inoltre, stiamo effettuando una serie di caratterizzazioni meccaniche. Intendiamo infatti migliorare la stabilità di MESH, nonché la sua capacità di adattarsi alle superfici chirurgiche complesse e di rilasciare farmaci ancora più in profondità nel tessuto malato. Infine, siamo coinvolti in vari “acceleratori biotecnologici”, per aiutare il lancio di un’azienda che potrebbe attirare l’interesse di investitori, fondazioni private/pubbliche e associazioni di pazienti, al fine di sostenere ulteriormente lo sviluppo preclinico e l’integrazione clinica della nostra tecnologia di rilascio controllato di farmaci.» Se tutto andrà secondo i piani, le sperimentazioni cliniche prenderanno avvio in un periodo compreso tra 2 e 4 anni.