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Tredici dei primi 15 pazienti affetti da cancro alla prostata trattati in uno studio clinico della terapia focale basata su nanoparticelle non hanno mostrato segni rilevabili di cancro un anno dopo il trattamento, secondo uno studio pubblicato questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS ).

Il documento presenta i risultati di 16 pazienti che sono stati trattati presso la Icahn School of Medicine del Mount Sinai a New York. Si ritiene che sia il primo studio clinico pubblicato su una terapia fototermica contro il cancro, che utilizza nanoparticelle illuminate per riscaldare e distruggere i tumori, in una rivista scientifica referenziata, hanno affermato gli autori dello studio.

Nello studio, 16 uomini di età compresa tra 58 e 79 anni con carcinoma prostatico localizzato a rischio da basso a intermedio hanno accettato di partecipare a una sperimentazione di AuroLase Therapy, un trattamento di ablazione focale che utilizza nanoparticelle d'oro per riscaldare e distruggere i tumori. Quindici dei 16 pazienti sono stati sottoposti al trattamento di due giorni, ricevendo un'infusione endovenosa di nanoparticelle il primo giorno e un trattamento di ablazione guidata dalle immagini il secondo giorno. Tutti i pazienti sono tornati a casa il giorno del trattamento e sono tornati per i test di follow-up a tre mesi, sei mesi e un anno dopo il trattamento. Dei 15 che hanno completato il trattamento, solo due hanno mostrato segni rilevabili di cancro nelle biopsie di follow-up e nella risonanza magnetica un anno dopo.

"L'infusione di nanoshell di silice d'oro consente una terapia mirata che tratta il cancro risparmiando il resto della prostata, preservando così la qualità della vita del paziente riducendo gli effetti collaterali indesiderati, che potrebbero includere la disfunzione erettile e / o la fuoriuscita di urina", ha detto l'autore principale dello studio e ricercatore principale dello studio, il dottor Ardeshir Rastinehad, professore associato di urologia e radiologia presso la Icahn School of Medicine sul Monte Sinai.

La sperimentazione, che è in corso e ha trattato 44 pazienti al Mount Sinai e altri due siti clinici nel Michigan e nel Texas, è il culmine di una ricerca ventennale dell'ingegnere e nanoscienziato della Rice University Naomi Halas e della bioingegnere della Duke University Jennifer West. Halas e West, coautori del nuovo studio, hanno immaginato per la prima volta la terapia basata sulle nanoparticelle intorno al 2000 mentre lavoravano insieme alla Brown School of Engineering di Rice.

Le particelle, minuscole sfere di silice con un sottile strato esterno d'oro, sono chiamate nanoshell. Sono circa 50 volte più piccoli di un globulo rosso e Halas li ha inventati alla Rice nel 1997. Variando lo spessore del guscio d'oro, Halas aveva dimostrato di poter sintonizzare le nanoshell per interagire con specifiche lunghezze d'onda della luce. Intorno al 2000, lei e West hanno inventato un metodo per distruggere le cellule tumorali riscaldando nanoshell con un laser a bassa potenza e nel vicino infrarosso che potrebbe passare in modo innocuo attraverso i tessuti sani.

Il lavoro ha ottenuto premi nazionali e copertura stampa, e all'inizio degli anni 2000 Halas e West avevano co-fondato una startup con sede a Houston, Nanospectra Biosciences, per sviluppare la tecnologia per l'uso clinico.

In quel periodo, al padre di Halas, allora 85enne, fu diagnosticato un cancro alla prostata.

"Aveva una perdita uditiva profonda ed era legalmente cieco, quindi dovevo essere il collegamento di comunicazione tra lui e il suo urologo", ha detto Halas. "So molto di quello che le persone soffrono di cancro alla prostata a causa di mio padre."

Halas ha detto che non dimenticherà mai quando suo padre le ha chiesto se la sua invenzione potrebbe essere la risposta per il suo cancro alla prostata.

"Sapeva di nanoshell", ha detto. "La storia era stata in Business Week e aveva pubblicato il ritaglio su un muro nel suo ufficio."

A quel tempo, Nanospectra stava ancora conducendo il lavoro pre-clinico necessario per dimostrare che i nanoshell potevano essere utilizzati in sicurezza negli esseri umani.

Due anni dopo la sua radioterapia, è diventato quasi impossibile per lui urinare.

"È stato terribile", ha ricordato Halas. "Ogni settimana entrava e usciva dall'ospedale. Il dottore lo cateterizzava. Tornava a casa. Le cose sarebbero andate bene per qualche giorno, e poi sarebbe dovuto andare al pronto soccorso. Era incredibile quello che lui attraversato."

Ricorda vividamente una conversazione che ancora la motiva.

"Mi ha detto: 'Se tu potessi impedire a una sola persona di dover attraversare l'inferno che ho passato io, ne varrebbe la pena'", ha detto Halas.

Fin dall'inizio, West e Halas avevano immaginato un trattamento che avrebbe distrutto il cancro senza gli effetti collaterali debilitanti spesso associati alla chemioterapia, alla chirurgia invasiva e alle radiazioni. E questo era stato confermato nei loro primi studi su colture cellulari e topi.

"La scienza non è cambiata", ha detto West. "Se guardi indietro al nostro articolo PNAS originale, dove abbiamo fatto i primi studi sugli animali, non c'è niente di fondamentalmente diverso nella scienza".

Ma ottenere gli studi clinici approvati dalla Food and Drug Administration non è stato facile, in parte perché la tecnologia era rivoluzionaria.

"Siamo stati le prime nanoparticelle realmente ingegnerizzate ad entrare negli esseri umani", ha detto West. "All'inizio, la FDA non era sicura di come gestire questi tipi di materiali. Avevamo qualcosa che sembrava un liquido iniettabile in una sacca per flebo. Era un farmaco o un dispositivo? C'è stato un momento in cui la FDA stava discutendo di creare una divisione completamente nuova solo per nano ".

Alla fine, l'agenzia ha deciso di regolamentare il trattamento, che Nanospectra ha bollato come Terapia AuroLase, come dispositivo medico. Gli studi clinici incentrati sulla sicurezza sono iniziati quasi 10 anni fa con uno studio sul cancro della testa e del collo in stadio avanzato. Halas ha detto che Nanospectra ha imparato lezioni preziose ad ogni passo, ma ha detto che è stato un altro grande progresso, questo nell'imaging medico, a porre le basi per il successo nel cancro alla prostata.

Nel 2011, i ricercatori del National Institutes of Health hanno pubblicato i risultati di una nuova tecnica che combinava l'ecografia e la risonanza magnetica per risolvere i tumori della prostata con precisione millimetrica, ha detto Halas. I medici hanno iniziato l'adozione della tecnica per "biopsie di fusione", una procedura per mirare alle biopsie con ago nel sito specifico di sospetti tumori.

Uno dei principali ricercatori che hanno lavorato allo sviluppo della tecnologia della biopsia di fusione è stato Rastinehad, che è entrato a far parte del Monte Sinai nel 2015 ed è stato uno dei primi sostenitori dell'utilizzo della piattaforma di imaging di fusione per la "terapia focale", trattamento minimamente invasivo che potrebbe colpire i tumori senza i rischi di incontinenza e impotenza associata a trattamenti dell'intera ghiandola come la rimozione chirurgica della prostata o le radiazioni.

Per Halas e West, lo studio appena pubblicato è un altro passo importante in un viaggio di 20 anni che è sempre stato personale e profondamente commovente.

"La tempesta tropicale Allison ha colpito mentre stavamo facendo i nostri primi esperimenti sugli animali nel Texas Medical Center", ha ricordato West. "Molti degli strumenti di risonanza magnetica nelle strutture di ricerca sugli animali sono stati distrutti e abbiamo finito per dover eseguire la risonanza magnetica sui nostri topi nelle stesse strutture che utilizzavano per visualizzare i pazienti. È stato profondamente commovente vedere l'impatto che il cancro stava avendo sulle persone, aspettare lì con loro e pensare che ciò che stavamo sviluppando un giorno, si spera, potrebbe davvero aiutarli ".

Il padre di Halas è morto diversi anni fa, ma ha detto che pensa a lui ogni giorno.

"C'è un quadro più ampio qui", ha detto. "Questo (studio) è di 16 uomini, ma quando arriva a essere 16.000? Sedici milioni? Perché 1 uomo su 9 dovrà affrontare questo nella loro vita.