Spermatozoi muniti di un meccanismo di guida offrirebbero una nuova possibilità di rendere i trattamenti sempre più precisi.
di Emerging Technology from the arXiv
La somministrazione di farmaci ai tessuti cancerosi è uno dei problemi medici più urgenti dei nostri tempi. La somministrazione dei farmaci presenta svariate difficoltà. Le sostanze chimiche vengono spesso diluite dai liquidi corporei o assorbite da organi non interessati nella cura. Quando anche il farmaco riesce a raggiungere il proprio obiettivo, non è sempre in grado di penetrare il tessuto canceroso.
Mariana Medina-Sánchez e colleghi, dello Institute for Integrative Nanosciences in Germania, hanno creato un sistema innovativo per la somministrazione dei farmaci che utilizza cellule spermatiche per trasportare gli ingredienti attivi del farmaco direttamente al tumore. Il nuovo approccio è pensato in particolare per malattie del sistema riproduttivo femminile. Lo sperma viene immerso nell’ingrediente attivo. Ciascuna cellula assorbe una dose sorprendente di farmaco e viene quindi costretta a nuotare in una specie di imbragatura meccanica che si stringe attorno alla testa dello spermatozoo. Ricoperta in ferro, l’imbragatura permette di guidare il movimento dello sperma per mezzo di un campo elettromagnetico esterno. Quando gli spermatozoi entrano in contatto con una superficie, la forza dell’impatto provoca fa sì che l’imbragatura lasci andare lo spermatozoo su cui viaggia. L’idea è far sì che ciò avvenga quando lo spermatozoo entra in contatto con il tumore, lasciandolo quindi libero di penetrare le cellule del tessuto canceroso.
Medina-Sánchez e la sua squadra hanno testato il meccanismo in laboratorio facendo uso di sperma di toro, approssimativamente della stessa misura di quello umano, caricato con un comune farmaco chemioterapico chiamato Doxorubicin. Gli esperimenti sono stati condotti facendo nuotare gli spermatozoi verso un modello standard di cancro composto da cellule HeLa e sferoidi HeLa che simulano il tumore.
La squadra ha per ora scoperto che l’imbragatura rallenta gli spermatozoi del 43 percento della loro velocità usuale, ma non impedisce il loro ingresso nelle cellule cancerogene. I ricercatori hanno dimostrato che il meccanismo è efficace nell’uccidere cellule cancerogene. Lo sperma ha un vantaggio notevole su altri strumenti di somministrazione dei farmaci. A differenza dei batteri, ad esempio, non rischia di provocare reazioni immunitarie o di proliferare e formare colonie potenzialmente dannose. Lo sperma è inoltre in grado di proteggere il farmaco dagli enzimi capaci di degradarlo e non corre il rischio di rilasciare il proprio carico inaspettatamente, come può capitare quando viene affidato a gabbie molecolari chiamate micelle.
Medina-Sánchez e colleghi hanno comunque ancora dei problemi cui trovare soluzione. Sarà ad esempio importante scoprire come il corpo smaltirà l’imbragatura meccanica, inutile una volta rilasciate le cellule spermatiche. Dovranno calcolare con quale precisione può essere controllata la quantità di farmaco somministrata, dipendente dal numero di spermatozoi che porta a termine il viaggio e da quanto farmaco ognuno di essi riesce a trasportare e somministrare con certezza. E non dimentichiamo la necessità di testare il tutto su sperma umano, con annessi problemi etici: chi fornirà o sperma necessario e come ci si confronterà con il pericolo di una gravidanza? Ogni anno, nei soli Stati Uniti, 100,000 donne scoprono di essere affette da cancro ginecologico. La necessità di migliori forme di trattamento è urgente.
(LO)
