Nei paesi industrializzati, un numero particolarmente elevato di persone soffre di arteriosclerosi, con conseguenze fatali:i depositi nelle arterie portano a ictus e infarti. Un team di ricercatori sotto la guida dell'Università di Bonn ha ora sviluppato un metodo per guidare le cellule sostitutive nei segmenti vascolari malati utilizzando nanoparticelle. Gli scienziati hanno dimostrato nei topi che le cellule fresche esercitano effettivamente il loro effetto curativo in questi segmenti. Però, restano ancora molte ricerche da fare prima dell'uso nell'uomo. I risultati sono ora in corso di pubblicazione sulla rinomata rivista ACS Nano .

Nella calcificazione arteriosa (arteriosclerosi), depositi patologici si formano nelle arterie e questo porta a stenosi vascolare. Ictus e attacchi di cuore sono un risultato frequente a causa del flusso sanguigno insufficiente risultante. Le cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni svolgono un ruolo importante qui. "Producono ossido nitrico e regolano anche l'espansione dei vasi e la pressione sanguigna, " spiega la professoressa junior Dr. med. Daniela Wenzel dell'Istituto di Fisiologia I dell'Università di Bonn. Il danno alle cellule endoteliali è generalmente l'insorgenza insidiosa dell'arteriosclerosi.

Un team di ricercatori che lavora con Jun.-Prof. Wenzel, insieme alla Technische Universität München, l'Istituto di Farmacologia e Tossicologia dell'Ospedale dell'Università di Bonn e il Physikalisch-Technische Bundesanstalt Berlin, hanno sviluppato un metodo con cui le cellule endoteliali danneggiate possono rigenerarsi e che hanno testato con successo nei topi. Gli scienziati hanno trasferito il gene per l'enzima eNOS in cellule in coltura con l'aiuto di virus. Questo enzima stimola la produzione di ossido nitrico nell'endotelio come un turbocompressore. "L'enzima è un presupposto essenziale per il pieno ripristino della funzione originale delle cellule endoteliali, " riferisce la dott.ssa Sarah Vosen del team di Jun.-Prof. Wenzel.

Un magnete trasporta le nanoparticelle nel sito desiderato

Insieme al gene, gli scienziati hanno anche introdotto minuscole nanoparticelle, misurando poche centinaia di nanometri (un milionesimo di millimetro), con un nucleo di ferro. "Il ferro cambia le proprietà delle cellule endoteliali:diventano magnetiche, " spiega la dott.ssa Sarah Rieck dell'Istituto di Fisiologia I dell'Università di Bonn. Le nanoparticelle assicurano che le cellule endoteliali dotate del gene 'turbo' possano essere consegnate al sito desiderato nel vaso sanguigno utilizzando un magnete dove esercitano la loro effetto curativo I ricercatori della Technische Universität München hanno sviluppato per questo una speciale configurazione del magnete a forma di anello che assicura che le cellule sostitutive dotate di nanoparticelle rivestiscano il vaso sanguigno in modo uniforme.

I ricercatori hanno testato questo metodo di combinazione nei topi le cui cellule endoteliali dell'arteria carotide sono state ferite. Hanno iniettato le cellule sostitutive nell'arteria e sono stati in grado di posizionarle nel sito corretto utilizzando il magnete. "Dopo mezz'ora, le cellule endoteliali aderivano così saldamente alla parete vascolare che non potevano più essere lavate via dal flusso sanguigno, " dice Jun.-Prof. Wenzel. Gli scienziati hanno quindi rimosso i magneti e testato se le cellule fresche avevano completamente riacquistato la loro funzione. Come desiderato, le nuove cellule endoteliali producevano ossido nitrico e quindi espandevano il vaso, come di consueto nel caso di arterie sane. "Il topo si è svegliato dall'anestesia e ha mangiato e bevuto normalmente, "riferì il fisiologo.

Il trasferimento all'uomo richiede ulteriori ricerche

Normalmente, i medici rimuovono chirurgicamente i depositi vascolari dall'arteria carotide e in alcuni casi posizionano un supporto vascolare (stent) per correggere il collo di bottiglia nel flusso sanguigno cruciale. "Però, queste aree spesso vengono nuovamente ostruite da depositi, " riferisce Jun.-Prof. Wenzel. "Al contrario, stiamo arrivando alla radice del problema e stiamo ripristinando la condizione originale delle cellule endoteliali sane." I ricercatori sperano che ciò che funziona nei topi sia possibile anche negli esseri umani, in linea di principio. Però, ci sono ancora molte sfide da superare. giugno-prof. Wenzel:"C'è ancora un notevole bisogno di ricerca".