Le nanotecnologie per tumori non sono più solo un tema di ricerca accademica: da oltre vent’anni alcuni farmaci antitumorali basati su nanoparticelle sono già in commercio e usati nella pratica clinica. Per chi sviluppa formulazioni farmaceutiche, questo significa un terreno di lavoro concreto, non solo promesse per il futuro.

In questo articolo vediamo quali tipi di nanoparticelle farmaceutiche vengono usati oggi in oncologia, quali farmaci sono già approvati, e quali limiti la ricerca sta ancora cercando di superare.

Il problema della chemioterapia tradizionale e perché serve un approccio diverso

I chemioterapici convenzionali hanno un difetto strutturale: non distinguono le cellule tumorali da quelle sane. Il farmaco circola nel sangue e colpisce indiscriminatamente ogni tessuto ad alta proliferazione cellulare, causando gli effetti collaterali tipici della chemioterapia, dalla tossicità cardiaca a quella midollare.

C’è poi un problema di solubilità. Molti principi attivi antitumorali sono scarsamente solubili in acqua, e per essere somministrati per via endovenosa richiedono solventi come il Cremophor, che a sua volta può causare reazioni di ipersensibilità nel paziente.

Le nanoparticelle farmaceutiche nascono per rispondere a entrambi i problemi: aumentare la concentrazione del farmaco nel tessuto tumorale, e ridurre la tossicità verso i tessuti sani.

Nanoparticelle farmaceutiche: i principali tipi usati in oncologia

Non esiste un solo modello di nanoparticella farmaceutica. La ricerca ha sviluppato diverse strutture, ciascuna con caratteristiche di dimensione, stabilità e capacità di carico diverse.

Liposomi

Sono vescicole sferiche formate da un doppio strato lipidico, simile alla membrana delle cellule. Racchiudono il principio attivo al loro interno e lo proteggono dalla degradazione, rilasciandolo gradualmente una volta raggiunto il tessuto bersaglio. Sono la categoria di nanoparticelle farmaceutiche più consolidata in ambito oncologico.

Coniugati polimero-farmaco

In questo caso il principio attivo non è incapsulato ma legato chimicamente a un polimero, spesso con dimensioni superiori ai 100 nanometri. Questo approccio permette di modulare il rilascio del farmaco nel tempo e di ridurne la tossicità sistemica.

Nanoparticelle legate a proteine

Il principio attivo viene coniugato a una proteina, tipicamente l’albumina. Questo sistema evita l’uso di solventi problematici come il Cremophor e riduce il rischio di reazioni di ipersensibilità, oltre a permettere tempi di infusione più brevi.

Dendrimeri

Sono macromolecole ramificate, con una struttura ad albero simmetrica e dimensioni molto contenute, tra 1 e 10 nanometri. A differenza dei liposomi, non incapsulano il farmaco ma lo caricano sulla propria superficie, sfruttando le numerose ramificazioni disponibili. Sono chimicamente stabili e presentano bassa citotossicità.

I farmaci a base di nanoparticelle già in uso clinico

Diversi farmaci oncologici basati su nanoparticelle sono già approvati e prescritti da anni. Tra i più noti:

• Doxorubicina liposomiale (Doxil, Caelyx, Myocet, DaunoXome): la forma incapsulata della doxorubicina, uno dei chemioterapici più utilizzati, con un profilo di tossicità cardiaca ridotto rispetto alla formulazione tradizionale.
• Irinotecan liposomiale (Onivyde): approvato per il carcinoma pancreatico, con un’estensione all’uso in prima linea arrivata nel 2024.
• Paclitaxel legato ad albumina (Abraxane): usato nel tumore al seno metastatico, non contiene Cremophor e non richiede la premedicazione con corticosteroidi o antistaminici, a differenza della formulazione convenzionale.

A questi si aggiungono formulazioni pegilate come Pegintron, Somavert, Pegasys e Cimzia, dove il principio attivo è legato a polietilenglicole (PEG) per aumentarne il tempo di permanenza nel sangue. Farmaci veicolati da nanoparticelle sono presenti sul mercato europeo da circa vent’anni.

Come le nanoparticelle raggiungono il tumore: rilascio passivo e targeting attivo

Le nanoparticelle possono raggiungere il tessuto tumorale in due modi diversi.

Il primo è il rilascio passivo: i vasi sanguigni che alimentano un tumore sono spesso più permeabili e disorganizzati rispetto a quelli dei tessuti sani, e questo permette alle nanoparticelle di accumularsi più facilmente nella zona colpita semplicemente per le loro dimensioni.

Il secondo è il targeting attivo: la superficie della nanoparticella viene modificata con molecole capaci di legarsi a recettori specifici espressi dalle cellule tumorali. Un esempio è l’uso di nanoparticelle a base di acido ialuronico, progettate per legarsi al recettore CD44, sovraespresso in diversi tipi di tumore. Questo approccio punta a rendere il rilascio del farmaco più selettivo rispetto alla sola diffusione passiva.

I limiti attuali: perché la selettività resta una sfida aperta

Nonostante i progressi, la selettività d’azione delle nanoparticelle non è ancora ottimale, e resta uno degli obiettivi prioritari della ricerca oncologica. Non tutte le nanoparticelle raggiungono il tumore nella quantità sperata, e una parte della dose somministrata finisce comunque per distribuirsi in altri tessuti.

Diversi gruppi di ricerca, in Italia e a livello internazionale, stanno lavorando su nuove generazioni di nanotrasportatori pensati per tumori aggressivi e metastatici, incluse nanoparticelle capaci di veicolare terapie a base di acido nucleico all’interno della cellula in modo più selettivo. Alcuni di questi sistemi hanno già ottenuto l’approvazione come farmaco orfano per patologie genetiche rare, un segnale di come l’iter regolatorio si stia progressivamente adattando a queste tecnologie.

Dalla ricerca alla formulazione: il ruolo dei sistemi di incapsulamento

Il passaggio da un principio attivo promettente a un farmaco realmente somministrabile dipende in larga parte da come viene formulata la nanoparticella: quale materiale incapsulante scegliere, come garantire un rilascio controllato, come mantenere la stabilità del prodotto nel tempo. Sono le stesse variabili che abbiamo approfondito nell’articolo su nanotecnologie mediche e nanoparticelle lipidiche, dove la logica di incapsulamento si applica ai vaccini a mRNA invece che ai chemioterapici, ma con principi tecnici molto simili.

Nanomnia lavora proprio su questo tipo di sfida per conto delle aziende clienti: a partire dal principio attivo indicato dal cliente, valuta gli obiettivi di formulazione (maggiore biodisponibilità, resistenza a fattori ambientali, stabilità nel tempo), sviluppa la formulazione incapsulata più adatta e la testa in vitro prima di passare, se richiesto, ai test in condizioni reali.

Biocompatibilità dei materiali: una variabile sempre più centrale

Un aspetto spesso sottovalutato nello sviluppo di nanoparticelle farmaceutiche è la natura del materiale incapsulante. Alcuni sistemi si basano su polimeri sintetici, altri su materiali completamente biocompatibili e biodegradabili, con impatti diversi sia sulla sicurezza del paziente sia sulla sostenibilità ambientale del processo produttivo.

Nanomnia sviluppa le proprie formulazioni incapsulate esclusivamente con materiali biocompatibili e biodegradabili, come polisaccaridi, lipidi, proteine e resine naturali. Questo approccio permette di ottenere le stesse prestazioni di rilascio controllato e protezione del principio attivo tipiche delle nanoparticelle farmaceutiche, senza i residui associati ai materiali sintetici.

Domande frequenti sulle nanotecnologie per tumori