TRANSBORO: tra i primi risultati dei gruppi di ricerca del Dipartimento di Scienze del farmaco anche il deposito di un brevetto nazionale

Prosegue con risultati promettenti TRANSBORO, il progetto finanziato dal programma Interreg Italia Svizzera 2021-2027 con alla guida il Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università del Piemonte Orientale. Gli altri partner sono l’Università di Pavia e, per il Canton Ticino, le due aziende Exeris Bio SA e Brick42 SA. Iniziato a gennaio 2025 ha una durata di 3 anni e un budget di circa 525.000 euro (lato italiano).

Al centro di questo progetto di cooperazione transfrontaliera c’è uno dei trattamenti oncologici più promettenti: la BNCT (Boron Neutron Capture Therapy – Terapia a Cattura Neutronica del Boro), sulla quale l'Ateneo piemontese sta conducendo una ricerca d'avanguardia.

La BNCT si basa su un principio a due stadi: inizialmente viene somministrato al paziente un composto contenete l'isotopo non radioattivo Boro-10 (¹⁰B) che si accumula progressivamente nelle cellule tumorali. Successivamente, la massa neoplastica viene irraggiata con un fascio di neutroni a bassa energia. L'interazione tra i neutroni e il boro genera una reazione nucleare di cattura neutronica localizzata in grado di distruggere selettivamente le cellule malate. I vantaggi di questa tecnologia sono considerevoli, poiché spesso è sufficiente un singolo trattamento e gli effetti collaterali (off-target) sono di solito modesti, dato che i neutroni colpiscono quasi esclusivamente le cellule tumorali contenenti il boro, risparmiando i tessuti sani circostanti. Nonostante l'enorme potenziale, la BNCT si scontra oggi con un importante limite clinico, rappresentato dall’assenza di un sistema di trasporto biologico efficiente capace di veicolare e concentrare grandi quantità di boro specificamente all'interno delle cellule malate.

Per superare questo ostacolo, l'idea alla base del progetto TRANSBORO nasce dall’intuizione di sfruttare una specifica vulnerabilità molecolare dei tumori. Molte forme neoplastiche, infatti, mostrano la tendenza a sovraesprimere in modo incontrollato due geni chiave: FTH1, che codifica per la ferritina (proteina che nel nostro organismo gestisce e immagazzina il ferro), e Tfr1, che codifica per il recettore della transferrina di tipo 1, una vera e propria "porta d'ingresso" situata sulla superficie cellulare che permette di internalizzare la ferritina stessa.

In natura esistono due isoforme di questa proteina: la ferritina a catena pesante (hFTH) – l'esatta subunità riconosciuta dal recettore tumorale Tfr1 – e la ferritina a catena leggera (hFTL). A seconda del tessuto, queste subunità si assemblano per dare vita a una complessa struttura quaternaria composta da 24 subunità che assume una geometria icosaedrica, del tutto simile a un microscopico pallone da calcio. Si forma così una nanoparticella cava che, se in condizioni fisiologiche serve a custodire il ferro, i ricercatori del progetto TRNSBORO hanno pensato di ingegnerizzare per incapsulare i due principali composti boronici in uso per la BNCT: il borocaptato (BSH) e la boro-fenilalanina (BPA). Si realizza in questo modo un vero e proprio "cavallo di Troia" biologico: le cellule tumorali, ingannate dalla necessità di captare ferro per la loro crescita incontrollata, attiveranno i recettori Tfr1 inglobando massicciamente le nanoparticelle cariche di boro, esponendosi alla successiva distruzione mirata tramite neutroni.

Per trasformare questa intuizione in una realtà clinica, l'Università del Piemonte Orientale ha messo in campo una forte sinergia multidisciplinare che vede la collaborazione di due team altamente specializzati del Dipartimento di Scienze del farmaco. Il primo è il gruppo di Chimica e Sintesi, coordinato dal professor Luigi Panza, che affida la parte sperimentale al dottor Antonio Lucchini (PhD) e al dottorando dottor Hesam Aminian per la progettazione e la modifica strutturale dei composti chimici al fine di ottimizzarne l'incorporazione. Il secondo è il gruppo di Biochimica e Biologia Strutturale, guidato dal professor Riccardo Miggiano, che vede l'attivo coinvolgimento della dottoressa Marta Alberti (PhD) e del dottorando Andrea Garavaglia per curare la caratterizzazione molecolare, l'espressione delle nanoparticelle e la validazione biologica della loro interazione con i recettori.

La collaborazione tra i due gruppi di ricerca, avviata nel marzo del 2025, ha finora portato al deposito di un brevetto nazionale relativo a strategie per il caricamento del boro. Il brevetto introduce il concetto innovativo di “metal helper”, basato sull'impiego di sostanze contenenti ioni ferro che, integrandosi con il naturale afflusso del metallo nella nanoparticella, incrementano l'importazione simultanea dei composti boronici all'interno del core della ferritina.

Attualmente l'attività di ricerca si sviluppa su due linee principali. Da un lato sono in corso test per l’espressione in forma ricombinante di nanoparticelle eterogenee, al fine di valutare i differenti rapporti tra catena leggera e catena pesante per individuare la combinazione strutturale ottimale. Dall'altro si sta sviluppando una seconda strategia di veicolazione che prevede il legame covalente dei composti BSH o BPA ai residui proteici esposti sulla superficie esterna della ferritina, anziché sfruttarne la cavità interna.

I prossimi obiettivi del progetto prevedono la verifica della stabilità e dell'efficacia delle nanoparticelle prodotte attraverso test in vitro e, successivamente, in vivo. Questa fase della sperimentazione sarà condotta in collaborazione con il gruppo di ricerca dell’Università di Pavia e si avvarrà delle tecnologie del LENA (Laboratorio Energia Nucleare Applicata) dell’Università di Pavia. L'utilizzo del reattore del LENA consentirà ai ricercatori dell'UPO di valutare l'efficacia terapeutica dei vettori biologici sviluppati.

Per maggiori informazioni si può visitare il sito di Progetto TRANSBORO