Spermatozoi ingegnerizzati e arricchiti di chemioterapici per attaccare in modo mirato le cellule tumorali, questo il nuovo approccio proposto da un team di ricercatori tedeschi per combattere i tumori dell’apparato riproduttivo femminile.
Una delle sfide odierne in ambito oncologico è quella di somministrare farmaci che agiscano in modo mirato sulle sole cellule tumorali, senza danneggiare i tessuti e gli organi circostanti.
È da questa sfida che un gruppo di ricercatori dell’Institute for Integrative Nanosciences e della Chemnitz University of Technology, coordinato dalla dottoressa Mariana Medina-Sanchez, ha sviluppato un sistema di somministrazione di chemioterapici unico che sfrutta la motilità degli spermatozoi per depositare il farmaco nei tessuti tumorali.
Come vengono armati gli spermatozoi?
Il sistema ideato è essenziale. Gli spermatozoi vengono prima immersi in un “antibiotico antitumorale”, la doxorubicina, e poi dotati di un rivestimento sintetico, una corazza rivestita di ferro – che viene applicata alla testa dello spermatozoo – che consente loro di essere manovrati dall’esterno tramite campi magnetici.
In questo modo i dottori sfruttano la naturale forza propulsiva degli spermatozoi per indirizzarli verso il tumore.
La corazza, inoltre, è dotata di un meccanismo di rilascio rapido. Quando lo spermatozoo urta la superficie tumorale, la corazza lascia la sua presa e permette allo spermatozoo di penetrare all’interno del tessuto e delle cellule tumorali.
La ricerca
I ricercatori hanno valutato l’efficacia del sistema in una varietà di esperimenti nei quali lo spermatozoo “armato” veniva guidato all’interno di una coltura di cellule tumorali che replicano il tumore alla cervice uterina, le cellule HeLa.
Sebbene il rivestimento metallico rallenti la velocità di movimento dello spermatozoo del 43% e i farmaci al suo interno riducano la distanza che può percorrere, i test hanno confermato l’efficacia del meccanismo “magnetico” e l’abilità degli spermatozoi di penetrare il bersaglio e rilasciare al suo interno i farmaci chemioterapici.
I vantaggi nell’uso di spermatozoi armati
L’utilizzo degli spermatozoi ingegnerizzati ha diversi vantaggi rispetto ad altri sistemi di somministrazione dei farmaci chemioterapici, come possono essere i batteri, che innescano importanti risposte autoimmuni.
A differenza dei batteri, infatti, gli spermatozoi non proliferano né formano colonie che possono causare altri problemi.
Inoltre le cellule germinali (spermatozoi) proteggono i farmaci dagli enzimi che potrebbero deteriorarli e non abbandonano il proprio carico inaspettatamente, problema che invece si presenta quando i farmaci sono trasportati in gabbie molecolari chiamate micelle.
Sviluppi futuri della ricerca
Questo studio pone i ricercatori di fronte a nuovi importanti quesiti che dovranno essere affrontati prima che questo sistema possa essere applicato in vivo.
Come poter risolvere il problema della biodegradazione del rivestimento sintetico? Come poter ottimizzare i sistemi di controllo di rilascio di chemioterapici da parte degli spermatozoi?
Se queste domande troveranno risposte soddisfacenti “in futuro questo sistema ibrido a base di sperma potrà essere applicato per la diagnosi e la cura in situ del cancro”.
Un’ottima prospettiva per combattere questa malattia che in Italia ogni anno viene diagnosticata a circa 3500 donne (cfr. Istituto Europeo di Oncologia) .
Fonti:
Sanchez M.M. et al., Sperm-hybrid micromotor for drug delivery in the female reproductive tract, Cornell University Library, 2017