A multidisciplinary approach to develop targeted nanotherapy of Pancreatic Adenocarcinoma and improve tumor phenotyping

L'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) è uno dei tumori più letali al mondo. È aggressivo e difficile da diagnosticare precocemente, come caratterizzato dall'assenza di sintomi e biomarcatori. I trattamenti disponibili non sono efficaci, poiché la scarsa vascolarizzazione, l'ipossia e lo stroma ricco di fibroblasti che circonda il PDAC ostacolano la somministrazione dei farmaci e bloccano la radioterapia. L'elevata eterogeneità e la scarsa conoscenza della biochimica del PDAC hanno impedito lo sviluppo di terapie efficaci. Per colmare questa lacuna, puntiamo a sviluppare una nuova nanoterapia in cui i farmaci che agiscono su percorsi diversi vengono somministrati da nanocarrier mirati biocompatibili nelle cellule tumorali. Per raggiungere questo obiettivo, è necessaria una conoscenza più approfondita delle firme molecolari del cancro, quindi il secondo obiettivo del progetto si basa sulla progettazione di uno studio di base multidisciplinare per caratterizzare i microambienti e lo stroma tumorale. Ciò ha la doppia funzione di i) migliorare l'identificazione delle firme biomolecolari e cellulari del PDAC (fenotipizzazione tumorale) e ii) valutare l'esito della nanoterapia. Come modelli animali adottiamo modelli murini di PDAC geneticamente modificati con pancreatite, che imitano il PDAC umano. I topi saranno trattati con nanoparticelle (NP) caricate con farmaci, basate sul copolimero PLGA (approvato dalla FDA). Somministrano due farmaci antitumorali con effetti sinergici, ovvero un farmaco citotossico e un inibitore dei macrofagi associati al tumore, TAM. Per accumularsi nella regione del tumore e ridurre gli effetti collaterali sugli organi, le NP saranno dotate di una frazione che prende di mira le integrine sovraespresse. Per aumentare la penetrazione nel tumore superando il tessuto fibrotico, le NP saranno decorate esternamente con inibitori dei fibroblasti, attraverso un linker scindibile delle metalloproteinasi della matrice 2 (MMP-2). Quest'ultimo viene riconosciuto e scisso da MMP-2 sovraespresso su PDAC, innescando il rilascio e l'azione del farmaco antifibrotico. Per visualizzare l'accumulo di NP nel tumore e valutare l'efficacia dei farmaci antifibrotici nella degradazione dello stroma, le NP saranno caricate con sonde Gd per la risonanza magnetica (MRI). La nanoterapia presenta diversi vantaggi rispetto alla chemioterapia convenzionale, ovvero: -azione simultanea contro diversi percorsi biomolecolari alla base dell'aggressività del PDAC -accumulo specifico delle NP mirate sulle cellule tumorali, riducendo così gli effetti collaterali su altri organi -miglioramento della penetrazione del farmaco nel tumore. Il secondo obiettivo della proposta è la caratterizzazione molecolare in vivo ed ex vivo dei fenotipi tumorali sia in assenza di trattamento (per ottenere informazioni sulla biochimica del PDAC) sia dopo il trattamento con NP caricate con farmaci, NP vuote o farmaci liberi (per valutare l'effetto della nanoterapia). Ciò sarà realizzato integrando i risultati di diverse tecniche chimiche e biotecnologiche (NMR, MRI, HPLC, istologia, FACS, RT-PCR, WB) utilizzando un approccio statistico multivariato, con un forte impatto nella ricerca preclinica sul cancro.