Uccide più dell'80% delle cellule cancerose! La stampa 3D aiuta a combattere il cancro al fegato!

Attualmente, il cancro primario al fegato è il quarto tumore maligno più comune e la seconda causa di morte per cancro nel mio Paese, rappresentando una seria minaccia per la vita e la salute delle persone. Incombe sugli individui e sulle famiglie come una nuvola oscura, portando con sé un pesante fardello fisico e mentale. In passato, il metodo principale per combattere il cancro al fegato era la resezione chirurgica nei pazienti affetti da cancro al fegato che non avevano ancora raggiunto lo stadio avanzato della malattia. Tuttavia, piccole cellule tumorali residue possono ancora causare una recidiva della malattia. Studi precedenti hanno dimostrato che fino al 46% dei pazienti riscontrano cellule residue ai margini del fegato resecato. Purtroppo la prognosi del cancro al fegato è estremamente difficile e il tasso di sopravvivenza è molto basso! Per questo motivo, medici e ricercatori sono impegnati instancabilmente nella ricerca di una cura per il cancro. Oltre a utilizzare la chemioterapia adiuvante per migliorare il tasso di sopravvivenza dei pazienti affetti da cancro al fegato, il sistema di somministrazione locale dei farmaci (DDS) abbinato alla tecnologia di stampa 3D è come una stella nascente, che porta luce e speranza di vita ai pazienti!

Di recente, il team del professor Sanjay Garg dell'Università di Adelaide in Australia ha pubblicato un articolo di ricerca intitolato "Stampare una cura: una soluzione su misura per la somministrazione localizzata di farmaci nel trattamento del cancro al fegato" sulla rivista International Journal of Pharmaceutics. Questo studio ha dimostrato per la prima volta al mondo che una pellicola stampata in 3D composta da un gel caricato con dosi personalizzate di farmaci antitumorali 5-fluorouracile (5FU) e cisplatino (Cis) può uccidere efficacemente oltre l'80% delle cellule tumorali del fegato, ridurre significativamente il tasso di recidiva e ridurre notevolmente gli effetti collaterali sistemici della chemioterapia tradizionale. Questo rivoluzionario progresso nella ricerca non solo porta buone notizie ai pazienti affetti da cancro al fegato, ma fornisce anche un nuovo supporto tecnico per il trattamento di vari tipi di cancro, come il cancro ovarico e il cancro alla testa e al collo!

****Fonte: International Journal of Pharmaceutics Contenuto e risultati della ricerca

Studi precedenti hanno dimostrato che la combinazione di 5-fluorouracile (5FU) e cisplatino (Cis) è altamente efficace nel trattamento del cancro al fegato; la combinazione è stata co-formulata sotto forma di idrogel per la chemioterapia intraoperatoria del cancro gastrico. Nonostante i migliorati effetti antitumorali del 5-fluorouracile (5FU) e del cisplatino (Cis) in diversi tipi di cancro, non è stato stabilito un regime coerente per quanto riguarda il dosaggio e la somministrazione, che variano a seconda della modalità di trattamento. Attualmente, esistono diversi metodi per realizzare pellicole di gel in campo medico, tra cui la fusione a solvente, l'elettrofilatura e l'estrusione a caldo. Tuttavia, data l'eterogeneità del cancro, è estremamente necessario elaborare un nuovo approccio, diverso da quello "universale", per il complesso processo di trattamento antitumorale.

Negli ultimi anni, l'adozione della tecnologia di stampa 3D ha prodotto notevoli progressi nella lotta contro il cancro, offrendo piani di trattamento personalizzati e su misura per soddisfare le esigenze specifiche dei singoli pazienti. Per risolvere i problemi sopra menzionati, i ricercatori hanno sviluppato una struttura a membrana caricata con chemioterapia postoperatoria: una membrana stampata in 3D, costituita da un gel caricato con dosi personalizzate dei farmaci antitumorali 5-fluorouracile (5FU) e cisplatino (Cis). Può essere posizionato esattamente nel sito chirurgico in cui viene rimosso il cancro, indirizzando così il farmaco alla zona della lesione interessata, attaccando con precisione le cellule tumorali rimanenti e limitando efficacemente gli effetti collaterali negativi della chemioterapia tradizionale.

Fonte: Rivista Internazionale di Farmaceutica

In questo studio, il team ha utilizzato una tecnologia avanzata di stampa 3D, tra cui la personalizzazione della geometria della pellicola, la regolazione dei profili di rilascio del farmaco e l'aggiunta o la rimozione di principi attivi. Le diverse strutture dei farmaci stampati in 3D presentano diverse curve di tempo di rilascio prolungato. Il modello di riempimento di ogni strato di pellicola è diverso: il primo e il secondo strato sono rispettivamente a griglia e a nido d'ape. Il team di ricerca ha scoperto che diversi modelli di riempimento possono garantire il miglior design durante la stampa, mantenendo stabilmente la struttura della pellicola, e il rilascio del farmaco può essere regolato provando diversi rapporti di riempimento. Dopo la prova, la pressione del primo strato della pellicola è di 35-55 kPa e la pressione del secondo strato è di 40-60 kPa.

Tale personalizzazione su richiesta delle curve di rilascio del farmaco e delle strutture della membrana può garantire in modo efficace la somministrazione accurata del farmaco, ridurre il carico sul sistema sanguigno, limitare i gravi effetti collaterali dei farmaci ad alto dosaggio sui pazienti e fornire a ciascun paziente un piano di trattamento personalizzato.

Fonte: Rivista Internazionale di Farmaceutica

Il professor Garg ha sottolineato che questa strategia farmacologica personalizzata è la chiave per migliorare l'efficacia del trattamento del cancro. Data la diversità dei tumori, il trattamento standardizzato tradizionale non è più applicabile. Questa pellicola stampata in 3D mostra la capacità di controllare il rilascio del farmaco fino a 23 giorni, il che non solo garantisce effetti terapeutici duraturi, ma le sue proprietà biodegradabili evitano anche la necessità di interventi chirurgici secondari, rendendo il processo di trattamento più umano. Inoltre, lo studio ha ottimizzato anche l'aspetto ecologico del processo di stampa 3D, valutandolo e modificandolo in base ai punteggi degli indicatori per renderlo più rispettoso dell'ambiente!

Prospettive di ricerca

La tecnologia di stampa 3D, nota anche come "produzione additiva" o "prototipazione rapida", è un processo che utilizza dati di modelli tridimensionali come base e impiega testine di stampa, ugelli o altre tecnologie di stampa per produrre parti o oggetti accumulando materiali. Attualmente, la tecnologia di stampa 3D è in pieno sviluppo e si distingue nel campo delle applicazioni biomediche, attirando sempre più attenzione.

Il 1° febbraio 2024, il team di Suchun Zhang presso l'Università del Wisconsin-Madison ha pubblicato un articolo di ricerca intitolato Biostampa 3D di tessuti neurali umani con connettività funzionale sulla rivista Cell Stem Cell. Lo studio ha utilizzato la stampa orizzontale per posizionare le cellule cerebrali (neuroni differenziati da iPSC) in un gel "bio-inchiostro" più morbido e ha sviluppato il primo tessuto cerebrale umano funzionale stampato in 3D, in cui i neuroni e le cellule gliali formano connessioni funzionali all'interno e tra gli strati di tessuto e possono crescere e funzionare come un tipico tessuto cerebrale umano, ottenendo organicamente il controllo sui tipi e le disposizioni delle cellule, cosa che gli organoidi cerebrali non hanno. Fornisce un nuovo supporto tecnico per lo studio del cervello e il trattamento di un'ampia gamma di disturbi del sistema nervoso e dello sviluppo neurologico (come l'Alzheimer e il Parkinson)!

Fonte: Cellula staminale Cellula

Aspettiamo di vedere quali saranno le innovazioni emergenti in campo medico, come la tecnologia di stampa 3D. Che i medici e gli scienziati possano sconfiggere le malattie il più presto possibile e restituire salute e sicurezza all'umanità!

Riferimenti:

[1] Souha H Youssef, Raja Ganesan, Marzieh Amirmostofian, et al. Stampare una cura: una soluzione su misura per la somministrazione localizzata di farmaci nel trattamento del cancro al fegato, International Journal of Pharmaceutics (2024). DOI: 10.1016/j.ijpharm.2024.123790

[2] Yan Y, Li