Gli scienziati della UC Santa Barbara hanno progettato una nanoparticella che ha un paio di proprietà uniche e importanti. Di forma sferica e di composizione argentata, è racchiuso in un guscio rivestito con un peptide che gli consente di colpire le cellule tumorali. Cosa c'è di più, il guscio è attaccabile in modo che le nanoparticelle che non colpiscono il bersaglio possano essere scomposte ed eliminate. I risultati della ricerca appaiono oggi sulla rivista Materiali della natura .

Il nucleo della nanoparticella utilizza un fenomeno chiamato plasmonica. Nella plasmonica, metalli nanostrutturati come oro e argento risuonano nella luce e concentrano il campo elettromagnetico vicino alla superficie. In questo modo, i coloranti fluorescenti sono potenziati, appaiono circa dieci volte più luminosi del loro stato naturale quando non è presente alcun metallo. Quando il nucleo è inciso, il miglioramento scompare e la particella diventa debole.

Il laboratorio di ricerca Ruoslahti dell'UCSB ha anche sviluppato una semplice tecnica di incisione utilizzando sostanze chimiche biocompatibili per smontare e rimuovere rapidamente le nanoparticelle d'argento all'esterno delle cellule viventi. Questo metodo lascia solo le nanoparticelle intatte per l'imaging o la quantificazione, rivelando così quali cellule sono state prese di mira e quanto ciascuna cellula ha interiorizzato.

"Lo smontaggio è un concetto interessante per creare farmaci che rispondono a un determinato stimolo, "ha detto Gary Braun, un associato post-dottorato nel Ruoslahti Lab nel Dipartimento di Molecolare, Biologia cellulare e dello sviluppo (MCDB). "Riduce anche al minimo la tossicità fuori bersaglio abbattendo le nanoparticelle in eccesso in modo che possano essere eliminate attraverso i reni".

Questo metodo per rimuovere le nanoparticelle incapaci di penetrare nelle cellule bersaglio è unico. "Concentrandosi sulle nanoparticelle che sono effettivamente entrate nelle cellule, "Braun ha detto, "possiamo quindi capire quali cellule sono state prese di mira e studiare le vie di trasporto dei tessuti in modo più dettagliato".

Alcuni farmaci sono in grado di attraversare da soli la membrana cellulare, ma molti farmaci, soprattutto farmaci genetici RNA e DNA, sono molecole cariche che sono bloccate dalla membrana. Questi farmaci devono essere assunti per endocitosi, il processo mediante il quale le cellule assorbono le molecole inglobandole.

"Ciò in genere richiede un vettore di nanoparticelle per proteggere il farmaco e trasportarlo nella cellula, " ha detto Braun. "E questo è ciò che abbiamo misurato:l'internalizzazione di un portatore tramite endocitosi".

Poiché la nanoparticella ha una struttura a guscio centrale, i ricercatori possono variare il suo rivestimento esterno e confrontare l'efficienza del targeting e dell'internalizzazione del tumore. La sostituzione dell'agente di superficie consente di colpire diverse malattie, o organismi nel caso dei batteri, attraverso l'uso di diversi recettori bersaglio. Secondo Braun, questo dovrebbe trasformarsi in un modo per ottimizzare la somministrazione del farmaco in cui il nucleo è un veicolo contenente il farmaco.

"Queste nuove nanoparticelle hanno alcune proprietà notevoli che si sono già dimostrate utili come strumento nel nostro lavoro relativo alla somministrazione mirata di farmaci nei tumori, " disse Erkki Ruoslahti, illustre professore aggiunto presso il Center for Nanomedicine e il dipartimento MCDB dell'UCSB. "Hanno anche potenziali applicazioni nella lotta alle infezioni. Le infezioni pericolose causate da batteri resistenti a tutti gli antibiotici stanno diventando sempre più comuni, e sono disperatamente necessari nuovi approcci per affrontare questo problema. L'argento è un agente antibatterico utilizzato localmente e la nostra tecnologia di targeting potrebbe rendere possibile l'uso di nanoparticelle d'argento nel trattamento delle infezioni in qualsiasi parte del corpo".