Le nanoparticelle magnetiche possono aprire la barriera ematoencefalica e fornire molecole direttamente al cervello, dicono i ricercatori dell'Università di Montreal, Politecnico di Montreal, e CHU Sainte-Justine. Questa barriera scorre all'interno di quasi tutti i vasi del cervello e lo protegge dagli elementi circolanti nel sangue che potrebbero essere tossici per il cervello. La ricerca è importante in quanto attualmente anche il 98% delle molecole terapeutiche non è in grado di attraversare la barriera ematoencefalica.
"La barriera viene temporaneamente aperta in una posizione desiderata per circa 2 ore da un piccolo aumento della temperatura generata dalle nanoparticelle quando esposte a un campo a radiofrequenza, " ha spiegato il primo autore e co-inventore Seyed Nasrollah Tabatabaei. "I nostri test hanno rivelato che questa tecnica non è associata ad alcuna infiammazione del cervello. Questo nuovo risultato potrebbe portare a una svolta nel modo in cui le nanoparticelle vengono utilizzate nel trattamento e nella diagnosi delle malattie del cervello, " ha spiegato il co-investigatore, Helene Girouard. "In questo momento, la chirurgia è l'unico modo per trattare i pazienti con disturbi cerebrali. Inoltre, mentre i chirurghi sono in grado di operare per rimuovere alcuni tipi di tumori, alcuni disturbi si trovano nel tronco cerebrale, tra i nervi, rendere impossibile l'intervento chirurgico, " ha aggiunto la collaboratrice e autrice senior Anne-Sophie Carret.
Sebbene la tecnologia sia stata sviluppata utilizzando modelli murini e non sia stata ancora testata sull'uomo, i ricercatori sono fiduciosi che la ricerca futura consentirà il suo utilizzo nelle persone. "Basandoci sui risultati precedenti e attingendo allo sforzo globale di un team interdisciplinare di ricercatori, questa tecnologia propone una versione moderna della visione descritta quasi 40 anni fa nel film Fantastic Voyage, dove un sottomarino in miniatura navigava nella rete vascolare per raggiungere una regione specifica del cervello, " ha detto il ricercatore principale Sylvain Martel. In ricerche precedenti, Martel e il suo team erano riusciti a manipolare il movimento delle nanoparticelle attraverso il corpo utilizzando le forze magnetiche generate dalle macchine per la risonanza magnetica (MRI).
Per aprire la barriera ematoencefalica, le nanoparticelle magnetiche vengono inviate alla superficie della barriera emato-encefalica in una posizione desiderata nel cervello. Sebbene non fosse la tecnica utilizzata in questo studio, il posizionamento potrebbe essere ottenuto utilizzando la tecnologia MRI sopra descritta. Quindi, i ricercatori hanno generato un campo a radiofrequenza. Le nanoparticelle hanno reagito al campo a radiofrequenza dissipando calore, creando così uno stress meccanico sulla barriera. Ciò consente un'apertura temporanea e localizzata della barriera per la diffusione delle terapie nel cervello.
La tecnica è unica in molti modi. "Il risultato è piuttosto significativo poiché abbiamo dimostrato in precedenti esperimenti che le stesse nanoparticelle possono essere utilizzate anche per navigare agenti terapeutici nella rete vascolare utilizzando uno scanner MRI clinico, " ha osservato Martel. "Collegare la capacità di navigazione con questi nuovi risultati consentirebbe di somministrare la terapia direttamente a un sito specifico del cervello, potenzialmente migliorare significativamente l'efficacia del trattamento evitando la circolazione sistemica di agenti tossici che colpiscono i tessuti e gli organi sani, " Ha aggiunto Carret. "Mentre sono state sviluppate altre tecniche per fornire farmaci alla barriera emato-encefalica, o lo aprono troppo, esponendo il cervello a grandi rischi, o non sono abbastanza precisi, portando alla dispersione dei farmaci e possibili effetti collaterali indesiderati, " disse Martello.
Sebbene ci siano molti ostacoli da superare prima che la tecnologia possa essere utilizzata per curare gli esseri umani, il gruppo di ricerca è ottimista. "Sebbene i nostri risultati attuali siano solo una prova del concetto, siamo sulla buona strada per raggiungere il nostro obiettivo di sviluppare un meccanismo di somministrazione locale di farmaci che sarà in grado di trattare oncologici, psichiatrico, disturbi neurologici e neurodegenerativi, fra gli altri, " ha concluso Carretto.
