Targeted lipid-coated ZnO nanoparticles coupled with ultrasound: A sonodynamic approach for the treatment of osteosarcoma as 3D spheroid models

Il cancro alle ossa è una malattia rara con opzioni terapeutiche limitate. La chirurgia e la chemioterapia spesso non riescono a curare la malattia perché nella prima possono svilupparsi metastasi e la seconda spesso manca di specificità. Sono quindi necessari trattamenti terapeutici innovativi per affrontare questa malattia, che colpisce tipicamente bambini e adolescenti.

La stimolazione per attivare a distanza un agente terapeutico può rappresentare una soluzione promettente, soprattutto per i tumori profondi e/o distribuiti. A questo proposito, la terapia sonodinamica offre una valida soluzione ai limiti della terapia fotodinamica, come la limitata penetrazione nei tessuti, ma conserva i vantaggi della morte cellulare attivabile a distanza. In questo lavoro, abbiamo sviluppato nanoparticelle di ossido di zinco con ferro rivestite di lipidi come sonosensibilizzatori attivati ​​​​a distanza per la terapia sonodinamica dell'osteosarcoma e un meccanismo di targeting attivo che affronta il recettore epatocellulare-2 che produce eritropoietina sovraespresso nelle cellule di cancro osseo.

Le NP di ossido di zinco caricate positivamente sono rivestite con un guscio fosfolipidico caricato negativamente, che migliora significativamente la biocompatibilità e l'emocompatibilità del nanocostrutto. Ancora più importante, il guscio lipidico viene modificato innestando su di esso un peptide bersaglio, aumentando l’assorbimento cellulare verso le cellule dell’osteosarcoma e dimostrando il potenziale per agire su vari tessuti con lo stesso sistema. Le specie reattive dell'ossigeno (ROS) vengono effettivamente generate mediante stimolazione ultrasonica e misurate mediante spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica. I nanocostrutti vengono valutati in vitro su sferoidi 3D dell'osteosarcoma, per dimostrare l'efficacia della combinazione di NP e stimolazione ultrasonica nel sopprimere la crescita dell'osteosarcoma osseo. La biocompatibilità, le capacità di targeting e la potenziale flessibilità delle nanoparticelle qui descritte aprono strade per una terapia antitumorale efficace e attivata a distanza.