Magnetobot contro i tumori, Bologna nel progetto europeo MagBIO

Un finanziamento europeo da 1,2 milioni di euro sosterrà lo sviluppo di microrganismi capaci di raggiungere i tumori solidi, trasportare farmaci e rendere possibile il monitoraggio diagnostico durante il trattamento. È l’obiettivo di MagBIO – Living magnetobots for targeted theranostics to tackle metastatic solid tumours, progetto coordinato dalla Aston University del Regno Unito al quale partecipa anche l’Università di Bologna.

Microrganismi guidati da campi magnetici verso i tumori

MagBIO punta a realizzare una nuova piattaforma di teranostica, disciplina che riunisce diagnosi e terapia in un unico sistema. La ricerca si concentrerà su alcune delle forme tumorali maggiormente diffuse in Europa: pancreas, mammella, polmone e colon-retto. L’intento è mettere a punto strumenti in grado di agire con precisione sui tessuti malati, limitando la dispersione delle sostanze terapeutiche nel resto dell’organismo.

Alla base della tecnologia ci saranno i batteri magnetotattici, microrganismi che vivono naturalmente negli ambienti acquatici e producono al proprio interno minuscole particelle magnetiche chiamate magnetosomi. Grazie a queste strutture, i batteri riescono a orientarsi seguendo i campi magnetici e a localizzarsi in zone caratterizzate da una ridotta presenza di ossigeno.

La scarsa ossigenazione è una condizione frequente nei tessuti tumorali. I ricercatori intendono quindi sfruttare questa caratteristica biologica per trasformare i batteri in “magnetobot” viventi, capaci di muoversi verso il bersaglio e di essere ulteriormente indirizzati dall’esterno mediante campi magnetici controllati.

Farmaci, liposomi e molecole immunostimolanti a bordo

La superficie dei microrganismi sarà modificata affinché possa trasportare farmaci antitumorali, liposomi e molecole destinate a stimolare la risposta del sistema immunitario. Una volta introdotti nell’organismo, i magnetobot dovrebbero raggiungere il tumore e rilasciare il proprio carico terapeutico nell’area individuata.

Il loro percorso potrà essere seguito attraverso tecniche di diagnostica per immagini, tra cui la risonanza magnetica. Questa combinazione consentirebbe di controllare la posizione dei batteri e, nello stesso tempo, intervenire sul tessuto malato. Il progetto si trova nella fase di ricerca e sviluppo: prima di qualsiasi possibile applicazione clinica dovranno essere valutati efficacia, sicurezza biologica, riproducibilità dei processi e capacità di produrre i microrganismi su scala adeguata.

Il programma è finanziato attraverso le Marie Skłodowska-Curie Actions Staff Exchanges e coinvolge 67 ricercatrici e ricercatori appartenenti a 18 organizzazioni accademiche e scientifiche europee e statunitensi. Il gruppo comprende 34 persone all’inizio della carriera e 33 esperti, chiamati a condividere competenze, laboratori e infrastrutture.

Il ruolo dell’Università di Bologna nel progetto

Per l’Alma Mater parteciperanno il Dipartimento di Chimica Industriale “Toso Montanari” e il Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie. Il primo gruppo sarà guidato da Federico Alberini, professore del Dipartimento di Chimica Industriale; il secondo lavorerà sotto la responsabilità del professor Paolo Blasi.

«Questo progetto è un esempio di come conoscenze complementari possano consentire di raggiungere un obiettivo ambizioso», ha dichiarato Alberini. Secondo il docente, la condivisione di conoscenze e strutture tra università, gruppi di ricerca e aziende può permettere di trasformare l’idea iniziale in una tecnologia concreta.

Il Dipartimento di Chimica Industriale si occuperà del controllo dei bioprocessi, delle misurazioni avanzate e dello sviluppo delle procedure produttive. Una parte del lavoro riguarderà la fluidodinamica dei reattori impiegati per coltivare i batteri magnetotattici e le strategie di scale-up, cioè il trasferimento delle attività dalla dimensione di laboratorio a volumi produttivi maggiori.

La coltivazione dovrà diventare controllabile e ripetibile, mantenendo caratteristiche uniformi anche quando aumenteranno le quantità. Il gruppo bolognese studierà inoltre soluzioni capaci di migliorare l’efficienza del processo e ridurne l’impatto ambientale, in vista di un eventuale trasferimento della tecnologia verso applicazioni industriali.

Nanoparticelle e sistemi per il rilascio mirato dei farmaci

Il Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie concentrerà invece le proprie attività sui sistemi di veicolazione e rilascio selettivo delle sostanze terapeutiche. Metterà a disposizione competenze nella progettazione e nella caratterizzazione di micro e nanoparticelle biodegradabili, lipidiche, polimeriche e metalliche.

Le linee di ricerca comprenderanno le nanoparticelle superparamagnetiche e la produzione, mediante sintesi green one-pot, di nanoparticelle di ossido di ferro rivestite di oleato. Questi materiali potrebbero contribuire alla costruzione di piattaforme capaci di combinare il trasporto dei medicinali con le attività di localizzazione e monitoraggio.

La sostenibilità verrà considerata fin dalle fasi iniziali di MagBIO, insieme alla sicurezza dei materiali, all’efficienza dei processi e alla riduzione degli scarti. I periodi di scambio previsti tra le organizzazioni del consorzio permetteranno ai ricercatori di lavorare presso laboratori differenti, trasferire metodi e acquisire competenze nelle tecnologie mediche avanzate.