Questa immagine mostra l'imaging in tempo reale di nanoparticelle (verde) rivestite con polietilene-glicole (PEG), un idrofilo, polimero atossico, che penetrano all'interno di un normale cervello di roditore. Senza il rivestimento PEG, caricato negativamente, particelle idrofobiche (rosse) di dimensioni simili non penetrano. Credito:Elizabeth Nance, Graeme Woodworth, Kurt marinaio
(Phys.org)—Un nuovo studio statunitense ha trovato un modo per consentire a nanoparticelle più grandi di prima di penetrare nei tessuti cerebrali, che potrebbe fornire un nuovo mezzo per fornire farmaci terapeutici ai tessuti cerebrali per il trattamento mirato di condizioni come tumori cerebrali e ictus.
Un problema riscontrato quando gli scienziati hanno tentato di introdurre nanoparticelle nel cervello è che lo spazio tra le cellule cerebrali è appiccicoso e troppo difficile da attraversare per le nanoparticelle di diametro superiore a 64 nanometri (nm). Ciò limita l'uso della maggior parte dei sistemi di somministrazione di farmaci a nanoparticelle poiché le particelle più grandi necessarie non possono penetrare efficacemente nel cervello.
Ricercatori della Johns Hopkins University School of Medicine di Baltimora, guidato da Elizabeth Nance e Justin Hanes del Dipartimento di Oftalmologia dell'Università, hanno sperimentato nanoparticelle di varie dimensioni e rivestimenti per cercare di trovare un modo per consentire alle particelle più grandi di diffondersi all'interno del cervello.
Il problema, Hanes ha detto, è che il fluido cerebrale extracellulare è "molto appiccicoso, " con qualità adesive simili al muco, e questo impedisce la diffusione di particelle di diametro superiore a 64 nm. La soluzione trovata dal gruppo è stata quella di rivestire densamente le particelle con glicole polietilenico (PEG). Hanno scoperto che quando rivestito, nanoparticelle grandi come 114 nm potrebbero diffondersi all'interno di cervelli umani freschi ex-vivo. Il team ha confermato i risultati con particelle fino a 100 nm nel cervello di topi viventi e cervelli di ratto sezionati.
Questa immagine mostra l'imaging in tempo reale di nanoparticelle (verde) rivestite con poli(etilene-glicole) (PEG), un idrofilo, polimero atossico, mostrano diffusione all'interno di un normale cervello di roditore. Queste particelle possono muoversi attraverso canali e regioni tra le cellule del cervello, indicato da macchie circolari scure nell'immagine. Nanoparticelle di dimensioni molto maggiori (rosso), anche rivestito con PEG, sono stericamente ostacolati dalle cellule e dai componenti nello spazio extracellulare del cervello, e non penetrare lontano dal sito di iniezione. Credito:Elizabeth Nance, Graeme Woodworth, Kurt marinaio
Il polietilenglicole è un polimero a bassa tossicità con una vasta gamma di usi, anche come disperdente in dentifrici e creme per la pelle, e come agente antischiuma negli alimenti. Come rivestimento per le nanoparticelle, il PEG funge da scudo contro le interazioni idrofobiche ed elettrostatiche con i tessuti e impedisce alle particelle di attaccarsi alle cellule cerebrali. A diametri superiori a 114 nm, le particelle iniziano ad aderire, ma il dottor Hanes pensa che il limite di dimensione potrebbe arrivare fino a 200 nm.
I risultati dello studio, pubblicato in Scienza Medicina traslazionale , può trovare applicazione nella somministrazione più efficace di farmaci ai tessuti cerebrali per il trattamento di condizioni come i tumori cerebrali, ictus e infiammazione del cervello, ma i ricercatori affermano che sono necessarie ulteriori ricerche sui possibili effetti collaterali indesiderati o sulla tossicità delle nanoparticelle cariche di farmaci prima che possano iniziare gli studi clinici.
© 2012 Phys.org
