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Alcuni ricercatori dell’Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM) stanno sviluppando dei nanovehicoli in grado di trasportare farmaci fino al cervello. Si tratta di una tecnologia che potrebbe facilitare diagnosi e cura di diverse malattie neurologiche e neurodegenerative come Parkinson, Alzheimer, epilessia e sclerosi multipla, ma anche di alcune forme di cancro. Il lavoro è guidato dagli scienziati del Centro di Nanoscienze e Nanotecnologia (CNyN) del campus di Ensenada, nella Bassa California.
L’obiettivo è trasformare virus di piante e batteri in veicoli organici con dimensioni tra 20 e 60 nanometri, capaci di portare e rilasciare sostanze in modo mirato dentro tumori o tessuti specifici del corpo umano. Secondo gli specialisti questi nanovehicoli aprirebbero nuove strade alla teragnostica, un metodo che unisce diagnosi e trattamento per individuare le cellule malate e intervenire su di esse nello stesso momento.
Uno degli ostacoli più grandi della neuromedicina resta la barriera ematoencefalica, una struttura che blocca l’ingresso nel cervello di sostanze potenzialmente dannose ma che allo stesso tempo rende difficile l’arrivo dei medicinali. “Per proteggersi dagli agenti esterni il cervello dispone di una barriera ematoencefalica che lascia entrare appena tra lo 0,2 e il 2% del farmaco somministrato”, ha spiegato Rafael Vázquez Duhalt, ricercatore del CNyN.
Nanoveicoli UNAM: virus svuotati e riempiti di farmaci
Oggi, per essere sicuri che le terapie raggiungano i tessuti cerebrali colpiti, si ricorre a trattamenti sistemici ad alte dosi. Come succede con certi tipi di tumore, però, questo approccio può ridurre l’efficacia dei medicinali e causare effetti collaterali, perché anche gli organi sani finiscono esposti a sostanze potenzialmente nocive.
Il gruppo della UNAM prova a risolvere il problema con nanoparticelle ricavate da virus vegetali e batteriofagi, cioè virus che infettano i batteri, noti per essere innocui e biocompatibili con l’organismo umano. Rubén Darío Cadena, anche lui ricercatore del CNyN, ha raccontato che il team sfrutta le proprietà naturali delle proteine che rivestono il contenuto dei virus e sostituisce il materiale genetico infettivo con i farmaci. “Imitiamo ciò che fanno in natura. I virus sono una scatola di proteine su scala nanometrica con materiale genetico all’interno. Noi togliamo quel contenuto infettivo e lo rimpiazziamo con i farmaci. Il risultato è una particella simile a un virus (VLP)”, ha detto. Lo strato proteico che la avvolge, chiamato capside, protegge la molecola terapeutica ed evita che si degradi.
C’è poi un passaggio chiave. Una volta prodotte le particelle, i ricercatori usano tecniche di bionanotecnologia per modificarne la superficie e aggiungere molecole che la barriera ematoencefalica riconosce, così da favorire l’ingresso nel cervello. “Questa tecnologia permette di portare il farmaco fino a un organello, come il mitocondrio, cioè dentro la cellula. Invece di prendere dosi enormi le riduciamo e le indirizziamo dove servono. È una medicina molto più intelligente ed è già in fase di sviluppo”, ha sottolineato Vázquez Duhalt.
Una medicina più mirata contro i tumori
Secondo il team universitario queste nanoparticelle potrebbero migliorare anche le terapie oncologiche e aiutare a prevenire le ricadute. Kanchan Chauhan, responsabile del Dipartimento di Bionanotecnologia del CNyN, ha ricordato che i tumori sono composti da cellule diverse che attivano meccanismi per sopravvivere ai farmaci, favorendo la persistenza o il ritorno della malattia. Per questo gli scienziati propongono di combinare più terapie in un’unica nanoparticella. “Se le cellule tumorali vengono attaccate con una sola strategia sopravvivono attraverso un’altra. Per questo cerchiamo di combinarle e ridurre i problemi di recidiva o di resistenza al trattamento”, ha precisato Chauhan.
Sul tavolo c’è anche il trasporto dei profarmaci, molto usati in chemioterapia, che per attivarsi devono essere trasformati da processi metabolici. Questa conversione dipende da una famiglia di enzimi poco presenti nella zona del tumore e molto più concentrati nel fegato. Gran parte del profarmaco viene quindi metabolizzata lì prima di arrivare a destinazione. I ricercatori vogliono creare nanovehicoli che portino con sé i biocatalizzatori necessari all’attivazione. “Rivestendoli con molecole che fanno da guida portiamo il carico dove si trova il tumore, così il profarmaco può trasformarsi al massimo in quella zona”, ha aggiunto Chauhan. Nei test su cellule di laboratorio la dose di alcuni medicinali è scesa fino a un sesto di quella iniziale, mentre il tumore si è ridotto del 50%.
Diagnosi e cura nello stesso momento
Questi risultati hanno spinto il gruppo a esplorare la terapia fotodinamica, che prevede di inserire nel nanovehicolo un colorante, punti quantici di carbonio o molecole sensibili a certe lunghezze d’onda della luce, capaci di innescare reazioni che danneggiano le cellule tumorali. Queste sostanze sono anche fluorescenti, quindi si possono osservare al microscopio per seguire il percorso delle particelle dentro le cellule e un domani localizzare quelle malate, ottenere immagini dei tessuti e intervenire in contemporanea.
Per ora tutto si trova in fase sperimentale. Le prove sono state condotte solo in vitro, cioè fuori da un organismo vivo, e il team si prepara ai test su modelli animali. Le nanoparticelle modificate contano già due brevetti nazionali e uno internazionale, ma bisogna ancora dimostrare che i risultati siano riproducibili, che la produzione possa avvenire su larga scala e che il trasporto verso gli ospedali sia sicuro. Cadena spiega che l’intento è abbassare i costi e offrire nuovi strumenti per test diagnostici accessibili: “È importante contribuire a risolvere i problemi del nostro paese e migliorare la qualità della vita delle persone, anche se ci vuole tempo, perché bisogna rispettare molte regole prima che un progetto simile arrivi in farmacia”.
Fonte: TecnoAndroid