Un nuovo metodo analitico migliora la valutazione della sicurezza dei nanomedicinali a base metallica

Un nuovo metodo analitico migliora la valutazione della sicurezza dei nanomedicinali a base metallica

Le nanomedicine, in particolare quelle basate sulle nanoparticelle, stanno rivoluzionando l’assistenza sanitaria sia in termini diagnostici che terapeutici. Queste particelle, che spesso contengono metalli come ferro o oro, possono fungere da agenti di contrasto nell’imaging medico, agire come integratori nutrizionali e persino fungere da veicoli per la somministrazione di farmaci. Grazie alle loro proprietà uniche e ad un’attenta progettazione, i nanomedicinali possono raggiungere e accumularsi in luoghi all’interno del corpo dove i farmaci convenzionali non possono, rendendoli promettenti per l’individuazione e il trattamento del cancro. Tuttavia, le stesse caratteristiche che rendono i nanofarmaci più preziosi presentano anche sfide nel garantirne la sicurezza e la qualità.

Le attuali linee guida farmaceutiche, comprese quelle del Consiglio internazionale per l’armonizzazione dei requisiti tecnici per i prodotti farmaceutici per uso umano (ICH), hanno un punto cieco significativo: valutano solo la quantità totale di elementi presenti in un farmaco, senza distinguere tra le loro diverse forme o particelle di diverse dimensioni. Questa distinzione è fondamentale perché queste diverse forme possono avere effetti diversi sull’organismo, inclusi diversi profili di tossicità.

Con questo in mente, un gruppo di ricerca guidato dal professore assistente Yu-Ki Tanaka della Graduate School of Pharmaceutical Sciences dell’Università di Chiba, in Giappone, ha sviluppato un nuovo metodo analitico per colmare il divario normativo esistente. Il loro studio, che è stato reso disponibile online sulla rivistaTalantaL’8 aprile 2025 introduce una tecnica per quantificare separatamente ioni, nanoparticelle e particelle aggregate nei nanomedicinali. Lo studio di Yasumitsu Ogra e Sana Hasegawa, nonché di Yasumitsu Ogra e Sana Hasegawa, mostra come questo metodo possa migliorare il controllo di qualità di questi prodotti farmaceutici avanzati. “Incorporando un nuovo metodo di valutazione che affronta una questione precedentemente trascurata nelle attuali linee guida di valutazione, possiamo garantire che i nanomedicinali come Resovist® e Ferinject® siano utilizzati in modo sicuroIl dottor Tanaka spiega.

I ricercatori hanno combinato due tecnologie esistenti: il frazionamento errato del flusso asimmetrico (AF4) e la spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS). Hanno utilizzato il metodo AF4 in un modo nuovo, sfruttando la sua “fase di messa a fuoco” iniziale. Durante questa fase, le particelle nel canale AF4 vengono trattenute da due controcorrenti. Utilizzando una speciale membrana permeabile, i flussi incrociati filtrano le particelle disciolte più piccole (ioni) e consentono la quantificazione in base alle differenze nei segnali ICP-MS tra campioni con e senza rimozione di ioni, ovvero con e senza fase di messa a fuoco. Una volta separati gli ioni, il sistema utilizza il processo di separazione standard di AF4 per ordinare le nanoparticelle trattenute in base alla dimensione. Infine, il dispositivo ICP-MS collegato all'uscita può determinare il numero approssimativo di nanoparticelle di ciascuna dimensione. Questa combinazione ha permesso al team di distinguere tra ioni metallici liberi, piccoli colloidi idrossilici e nanoparticelle di varie dimensioni, tutti contenenti lo stesso elemento metallico.

Hanno testato il loro approccio su Resovist®, un nanomedicinale utilizzato come agente di contrasto nelle scansioni di risonanza magnetica del fegato. L'analisi ha dimostrato che solo lo 0,022% del ferro contenuto in Resovist® era presente in forma ionica. Con circa 6,3 microgrammi per millilitro, questa quantità trascurabile è ben al di sotto della scala. Inoltre, il team ha confermato che le nanoparticelle attive avevano un diametro inferiore a 30 nanometri, con alcuni aggregati di circa 50 nanometri. È importante sottolineare che non sono stati rilevati aggregati di grandi dimensioni che potrebbero ridurre l'efficacia dell'agente di contrasto. Questi risultati confermano sia la sicurezza che la stabilità di Resovist® come nanomedicina.

La tecnica proposta è particolarmente rilevante per i trattamenti contro il cancro emergenti che utilizzano nanoparticelle d’oro come sistemi di somministrazione di farmaci o particelle metalliche per la terapia fototermica. Questi trattamenti avanzati si basano sul “miglioramento dell’effetto di permeabilità e ritenzione (EPR)”, che fa sì che le nanoparticelle drenino dai vasi sanguigni attorno ai tumori e si accumulino nel tessuto tumorale. “Poiché molti nuovi nanofarmaci sono costituiti da nanoparticelle a base metallica come ingredienti attivi e metodi affidabili per valutarne la sicurezza e il controllo di qualità ne promuoveranno lo sviluppo e l'uso clinico“Osserva il dottor Tanaka.

Inoltre, questo nuovo approccio analitico va oltre i prodotti farmaceutici. Può anche valutare la sicurezza delle nanoparticelle metalliche negli additivi alimentari, nei cosmetici e nei campioni ambientali per garantire la salute pubblica in molteplici settori. I ricercatori hanno dimostrato la loro versatilità analizzando con successo sia gli ioni caricati negativamente (silicio) che quelli caricati positivamente (ferro), indicando il potenziale di una varietà di nanomateriali.

Nel complesso, questa ricerca apre la strada verso nanomedicine e tecnologie basate sulle nanoparticelle più sicure ed efficaci attraverso una valutazione più completa della composizione, della qualità e della stabilità delle nanoparticelle.

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