Una tecnica di imaging pionieristica per monitorare gli effetti delle nanomedicine di nuova generazione sui pazienti è stata sfruttata da un accademico dell'Università di Strathclyde.
Professor Dr. M. N. V. Ravi Kumar e Dr. Dimitrios Lamprou, dello Strathclyde Institute of Pharmacy and Biomedical Sciences, credere a una forma avanzata di microscopia a forza atomica, noto come PeakForce QNM, potrebbe dare impulso agli sviluppi nel campo delle nanomedicine, l'incapsulamento di potenti farmaci in minuscole particelle del diametro di miliardesimi di metro. Hanno descritto come questo approccio di imaging dettagliato può anche aiutare gli scienziati ad affrontare le crescenti preoccupazioni nel mondo medico intorno alla "nanotossicologia", l'accumulo di particelle microscopiche nei tessuti delle persone.
Professor Kumar, l'articolo di ricerca del cui team è stato pubblicato sulla rivista PLOS UNO , ha dichiarato:"Il ruolo della nanotecnologia nella somministrazione dei farmaci ha il potere di trasformare il modo in cui ai pazienti vengono somministrati i farmaci nel prossimo decennio circa.
"Nel caso delle medicine tradizionali, come compresse e capsule, solo una quantità limitata di farmaco, che si pensa si aggiri intorno al 5-15 per cento per la maggior parte dei composti, passa attraverso l'intestino nel sangue dei pazienti. L'aspetto positivo dei nanomedicinali è che, a differenza delle compresse e delle capsule tradizionali, i farmaci non vengono rilasciati nell'intestino. Anziché, i nanomedicinali vengono assorbiti intatti e rilasciano i farmaci incapsulati direttamente nei tessuti corporei, compreso il sangue, offrendo la possibilità di ridurre la dose richiesta senza compromettere gli effetti terapeutici.
"Tutti i medicinali sono combinati con i cosiddetti 'eccipienti', sostanze inattive che conferiscono loro la massa e la consistenza desiderate e il loro ruolo è limitato all'intestino. Tuttavia, gli eccipienti come polimeri, utilizzati per formulare i farmaci che incapsulano le nanoparticelle possono presentare effetti indesiderati quando vengono assorbiti attraverso la parete intestinale. Gli scienziati vogliono sapere se i farmaci a base di nanoparticelle possono avere effetti negativi sui pazienti e, in particolare, se causano più danni che benefici in alcuni casi.
"Fino ad ora, si sa poco di cosa succede dopo che le nanoparticelle circolano in tutto il corpo e se sollevano problemi di sicurezza per il paziente. In precedenza, era necessario dare alle nanoparticelle un'etichetta fluorescente o radioattiva, al fine di consentire agli scienziati di essere in grado di identificarli e seguirli. Però, utilizzando la microscopia a forza atomica PeakForce QNM possiamo, per la prima volta, traccia dove queste nanoparticelle stanno andando in tutto il corpo dopo la somministrazione orale, senza attaccare etichette fluorescenti o radioattive e usando le vere nanoparticelle caricate con il farmaco. In particolare, possiamo identificare se si stanno accumulando in aree specifiche, causando quella che è nota come "rigidità dei tessuti", una condizione legata a una varietà di malattie, compreso il cancro».
Il professor Kumar ha affermato che è noto che i tumori sono più rigidi – o rigidi – rispetto ai tessuti sani circostanti. Inoltre, recenti studi che utilizzano la microscopia a forza atomica hanno anche dimostrato che è possibile distinguere tra cellule tumorali non maligne e maligne, in base alla loro rigidità relativa.
Il professor Kumar ha aggiunto:"La capacità della microscopia a forza atomica di studiare i profili biomeccanici sarà un vantaggio negli sforzi per comprendere meglio la differenza nella rigidità dei tessuti tra i tessuti trattati con nanoparticelle e quelli non trattati con nanoparticelle, per quanto tempo persiste la rigidità tissutale associata, e se scompare rapidamente. È importante sottolineare che servirà anche a stabilire se esiste o meno una correlazione tra il numero di nanoparticelle presenti nel sangue e il loro accumulo in altri tessuti. Comprendendo di più sulla rigidità del sangue, saremo in grado di saperne di più sulla nanotossicologia in generale, e come questo influisca sui pazienti.
"Utilizzando la microscopia a forza atomica in questo modo, potremmo in futuro essere in grado di analizzare il sangue dei pazienti e dire se, Per esempio, i nanomateriali si accumulano nel fegato o nelle pareti arteriose, causando rigidità che, se persiste abbastanza a lungo, può aumentare le possibilità di sviluppare malattie.
"Un altro vantaggio delle nanoparticelle è che, se utilizzate in una fase iniziale della ricerca, potrebbero far risparmiare denaro alle aziende farmaceutiche riducendo il numero di farmaci che falliscono nella fase di sviluppo. Questi risparmi sui costi potrebbero quindi essere reinvestiti nella ricerca e nello sviluppo di nuovi farmaci per curare i pazienti”.
