I ricercatori del McLean Hospital, affiliato ad Harvard, hanno mostrato una nuova categoria di nanoparticelle "verdi" composta da un materiale non tossico, nanotecnologia a base di proteine ​​che può attraversare in modo non invasivo la barriera ematoencefalica ed è in grado di trasportare vari tipi di farmaci.

In un articolo pubblicato il 1 maggio, 2012 online in PLoS UNO, Gordana Vitaliano, dottore, direttore del Brain Imaging NaNoTechnology Group presso il McLean Hospital Imaging Center, riportato che la proteina clatrina, una proteina ubiquitaria che si trova nell'uomo, animale, pianta, cellule di batteri e funghi, può essere modificato per l'uso come nanoparticella per studi in vivo. "La clatrina non è mai stata modificata per l'uso in vivo e offre molte nuove e interessanti possibilità per la somministrazione di farmaci e agenti di imaging medico nel cervello", disse Vitaliano.

La clatrina è il principale veicolo di consegna del corpo responsabile della consegna di molti diversi tipi di molecole nelle cellule. Vitaliano quindi riteneva che le capacità di trasporto naturalmente potenti della proteina potessero essere utilizzate nella pratica medica per la somministrazione di farmaci e l'imaging medico.

"Questo studio fornisce una nuova visione sull'utilizzo della proteina clatrina bioingegnerizzata come una nuova nanopiattaforma che attraversa la barriera ematoencefalica, " disse Vitaliano, che hanno attaccato con successo diverse etichette fluorescenti, comunemente usato nell'imaging, per funzionalizzare le nanoparticelle di clatrina. "Siamo stati in grado di dimostrare che le nanoparticelle di clatrina potrebbero essere consegnate in modo non invasivo al sistema nervoso centrale (SNC) negli animali. La clatrina ha funzionato in modo significativo".

Di grande importanza per le future applicazioni cliniche, Vitaliano ha anche mostrato che la clatrina ha attraversato e/o bypassato la barriera emato-encefalica senza potenziatori o modifiche, a differenza di altre nanoparticelle. Questi risultati aprono la porta all'esplorazione di nuove e importanti applicazioni mediche del SNC.

Un'importante applicazione medica per le nanoparticelle di clatrina sarebbe la risonanza magnetica (MRI). Gli agenti di contrasto al gadolinio sono spesso usati per migliorare le prestazioni della risonanza magnetica. In una configurazione, Vitaliano ha scoperto che le nanoparticelle di clatrina funzionalizzate hanno eseguito 8, 000 volte meglio di un agente di contrasto per risonanza magnetica approvato dalla FDA (gadopentetato dimeglumina).

"Detto in un altro modo, significa 8, Potrebbe essere necessario 000 volte meno gadolinio per ottenere buoni risultati di risonanza magnetica. Poiché per la risonanza magnetica sarebbero necessarie concentrazioni di gadolinio molto basse, potrebbe ridurre significativamente la tossicità del gadolinio, che è una questione importante, " ha spiegato Vitaliano. "Il gadolinio trasportato con clatrina è quindi tra i più potenti, mezzi di contrasto biocompatibili disponibili."

Questi risultati in due diverse applicazioni hanno mostrato che la clatrina offre una sostanziale funzionalizzazione e flessibilità di trasporto. Le nanoparticelle di clatrina purificate potrebbero quindi servire come un'alternativa interessante ad altre nanopiattaforme mediche come i dendrimeri, nanogel, nanosfere lipidiche solide, liposomi, e simili.

Data la fondamentale necessità di nuovi tipi di capacità di trasporto dei farmaci del SNC, Vitaliano ha affermato che il suo lavoro potrebbe interessare i ricercatori coinvolti nel neuroimaging e nelle neuroscienze, ma anche ai radiologi, bioingegneri, chimici, fisici, scienziati dei materiali, ricercatori biomedici, e altri ricercatori attivi alle frontiere dell'imaging e della somministrazione di farmaci.

Guardando avanti, Vitaliano ha notato che i suoi risultati possono anche facilitare altri studi per esaminare le vie di segnalazione in diverse malattie che si basano in tutto o in parte sul trasporto della clatrina, e quindi può avere un impatto sostanziale in più campi.