La medicina personalizzata- laboratorio nel paziente

Medicina personalizzata: dispositivo identifica i farmaci che funzionano meglio per ogni paziente

Più di 100 farmaci sono stati approvati per il trattamento del cancro, ma predire quali aiuteranno un paziente non  è una scienza esatta . Un nuovo dispositivo impiantabile può cambiare la situazione.

 Ingegneri chimici del MIT hanno progettato un dispositivo impiantabile in grado di fornire molti farmaci contemporaneamente, consentendo ai ricercatori di determinare quali farmaci sono i più efficaci contro il tumore di un paziente                                                                                                                              Questo nuovo dispositivo sviluppato al MIT potrebbe cambiare la situazione. Il dispositivo impiantabile, delle dimensioni del chicco di riso, può trasportare piccole dosi fino a 30 diversi farmaci. Dopo aver impiantato in un tumore e lasciando che i farmaci diffondano nel tessuto, i ricercatori possono misurare efficacemente ognuno, quante cellule tumorali uccide del paziente. Tale dispositivo potrebbe eliminare gran parte del congetture ora coinvolte nella scelta dei trattamenti contro il cancro, dice Oliver Jonas, presso Koch Institute del MIT for Integrative Cancer Research e che ha descritto il dispositivo."Si può usare per testare, -dice Jonas - un paziente ad una vasta gamma di farmaci disponibili, e scegliere quello che funziona meglio".Autori sono anche Robert Langer, David H. Koch al MIT e membro dell'Istituto Koch, l'Istituto di ingegneria medica e della scienza, il Dipartimento di Ingegneria Chimica, Michael Cima, professore di Ingegneria presso il MIT e membro dell'Istituto Koch e il Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria.

Mettere il laboratorio nel paziente                                                                                      La maggior parte dei farmaci antitumorali comunemente usati, lavorano danneggiando il DNA o in altro modo interferiscono  con la funzione delle cellule. Recentemente, gli scienziati hanno sviluppato anche farmaci più mirati, progettati per uccidere le cellule tumorali e che portano una specifica mutazione genetica. Tuttavia, di solito è difficile prevedere se un particolare farmaco sarà efficace in un singolo paziente. In alcuni casi, i medici estraggono le cellule tumorali, li fanno crescere in colture di laboratorio, e li trattano con farmaci diversi per vedere quali sono le più efficaci. Questo processo rimuove le cellule dal loro ambiente naturale, -dice Jonas - che può svolgere un ruolo importante in quanto un tumore risponde al trattamento farmacologico."L'approccio che abbiamo pensato – ha ulteriormente ribadito- è che sarebbe bene cercare di mettere essenzialmente,il laboratorio nel paziente. E 'sicuro e si possono fare tutti i test di sensibilità nel microambiente nativo."Il dispositivo, realizzato in un polimero cristallino rigido, può essere impiantato nel tumore di un paziente con un ago da biopsia. Dopo l'impianto, i farmaci filtrano tra 200 a 300 micron,come quantità, nel tumore, ma non si sovrappongono tra loro. Qualsiasi tipo di farmaco può passare nel serbatoio, ed i ricercatori possono formulare i farmaci in modo che le dosi che raggiungono le cellule tumorali sono simili a quanto riceverebbero se il farmaco fosse dato con metodi di consegna tipici, come l'iniezione endovenosa. Dopo un giorno di esposizione al farmaco, l'impianto viene rimosso,

Liquido di biopsia: un chip microfluidico è in grado si catturare cellule tumorali circolanti

insieme con un piccolo campione di tessuto tumorale circostante, ed i ricercatori analizzano gli effetti dei farmaci mediante tranciatura del campione di tessuto e colorazione con anticorpi, in grado di rilevare marcatori di morte cellulare o eventuali proliferazioni.

Ranking dei farmaci contro il cancro                                                                                     Per testare il dispositivo, i ricercatori l’hanno impiantato in topi che erano stati innestati con tumori  della prostata umana, della mammella, e melanoma. Questi tumori sono noti per avere diversa sensibilità ai diversi farmaci contro il cancro, e i risultati della squadra MIT corrispondevano a quelli precedentemente visti con le differenze. I ricercatori hanno poi testato il dispositivo con un tipo di cancro al seno noto come triplo negativo, che non ha i tre marcatori più comuni di cancro al seno: recettore dell'estrogeno, recettore del progesterone, e Her2. Questa forma di cancro è particolarmente aggressivo, e nessuno dei farmaci usati contro di essa sono mirati ad un marcatore genetico specifico. Utilizzando il dispositivo, i ricercatori hanno scoperto che i tumori al seno, triplo negativo rispondeva diversamente a cinque dei farmaci comunemente usati per curarli. La più efficace è stato paclitaxel, seguiti da doxorubicina, cisplatino, gemcitabina e lapatinib. Hanno trovato gli stessi risultati quando la consegna di questi farmaci avveniva per via endovenosa, suggerendo che il dispositivo è un fattore predittivo accurato della sensibilità ai farmaci.” I ricercatori hanno confrontato singoli farmaci tra loro, -dice Jonas - ma il dispositivo potrebbe anche essere usato per testare diverse combinazioni di farmaci mettendo due o tre farmaci nello stesso serbatoio. Questo dispositivo potrebbe aiutare a identificare i migliori agenti chemioterapici e le combinazioni più efficaci per ogni tumore prima di iniziare la somministrazione sistemica di chemioterapia, al contrario di fare le scelte sulla base di statistiche di popolazione. “Questo è stato un esercizio di vecchia data della comunità oncologica -dice Jose Baselga, capo ufficiale medico presso il Memorial Sloan Kettering Cancer Center - e un passo importante verso il nostro obiettivo di sviluppare la terapia basata sulla precisione del cancro .” I ricercatori stanno ora lavorando sui modi per rendere il dispositivo più facile da leggere, mentre è ancora all'interno del paziente, permettendo loro di ottenere i risultati più velocemente. In programma uno studio clinico in pazienti con cancro al seno l'anno prossimo. Un'altra possibile applicazione di questo dispositivo è quello di guidare lo sviluppo e la sperimentazione di nuovi farmaci contro il cancro. I ricercatori possono creare diverse varianti di un composto promettente e provarli tutti in una volta in un piccolo studio di pazienti umani, permettendo loro di scegliere il migliore per portare avanti una sperimentazione clinica più grande.