Immagina un dispositivo in grado di trasportare farmaci in qualsiasi sito malato del corpo con l'aiuto di un piccolo magnete. I ricercatori dell'Università della California di San Diego hanno fatto un passo avanti verso questo obiettivo sviluppando navi di dimensioni nanometriche, chiamati nanociotole, che potrebbe essere riempito con molecole di farmaci e controllato con magneti per la consegna guidata a specifici tessuti e organi, compreso il tessuto canceroso, piccoli organi come il pancreas e aree di difficile accesso come il cervello.

"Il nostro obiettivo è sviluppare vettori di farmaci che possiamo indirizzare a qualsiasi parte del corpo, tenerli lì finché non rilasciano il loro carico utile, quindi dirigerli via, tutto fatto usando un piccolo magnete, " disse Ratneshwar Lal, professore di bioingegneria, ingegneria meccanica e scienza dei materiali presso la Jacobs School of Engineering dell'UC San Diego.

"Ma ancora più importante, vogliamo dirigere questi vettori di droga attraverso punti del corpo in cui i farmaci in genere non possono passare, come la barriera emato-encefalica, " ha detto Lal. Questo offrirebbe un nuovo modo per colpire e curare malattie del cervello come il morbo di Alzheimer e il glioblastoma, il più maligno dei tumori cerebrali.

In uno studio precedente, Lal e il suo team hanno dimostrato di poter guidare magneticamente le nanoparticelle in modo sicuro attraverso la barriera emato-encefalica nei topi.

Ora, il team ha compiuto un ulteriore passo avanti nella ricerca realizzando nanociotole che potrebbero essere utilizzate per conservare e trasportare farmaci, e potenzialmente essere utilizzato per rilevare cellule e tessuti malati.

Le nanociotole, che sono in fase di proof-of-concept, sono nanoparticelle di silice a forma di ciotola, più piccole della larghezza di un capello umano, ricoperte da uno strato d'oro, con nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro inserite tra gli strati di silice e oro. In un recente articolo pubblicato sulla rivista Nanoscala , i ricercatori hanno dimostrato che le nanociotole potrebbero essere spostate da un piccolo magnete, sono in grado di entrare nelle cellule normali e cancerose e potrebbero essere utilizzati per rilevare la presenza di molecole a bassa abbondanza.

Lal ha sottolineato che i tre principali vantaggi di questo sistema sono:(1) il trasporto in luoghi specifici utilizzando un piccolo campo magnetico esterno (sistemi simili esistenti richiedono un grande campo magnetico, come la risonanza magnetica, per il trasporto); (2) il carico utile può essere rilasciato su richiesta utilizzando un magnete, calore o luce; e (3) il sistema può trattenere il carico utile in un posto per lungo tempo (utilizzando un campo magnetico controllato), che aumenterà la concentrazione locale del carico utile (farmaci o molecole di imaging) dove è più necessario, questo può ridurre gli effetti collaterali dei farmaci su altre aree del corpo.

I ricercatori hanno creato i nanobowl in una sintesi a più fasi. Per prima cosa hanno realizzato modelli di nanoparticelle di silice sferiche con nuclei di polistirene parzialmente esposti. La superficie della silice è stata funzionalizzata, poi rivestito con nanoparticelle magnetiche di ossido di ferro seguito da uno strato d'oro. I nuclei di polistirene sono rimasti intatti e sono stati lavati via con un solvente organico, lasciando dietro di sé una cavità per creare il nanobowl.

I ricercatori hanno dimostrato di poter utilizzare un piccolo magnete per spostare le nanociotole attraverso un idrogel. "Questo suggerisce un potenziale uso delle nanociotole per la consegna controllata magneticamente attraverso i tessuti molli, " i ricercatori hanno riferito in Nanoscala carta.

A causa del loro rivestimento d'oro, i nanobowl potrebbero essere utilizzati per l'imaging. Nei loro esperimenti, ricercatori hanno dimostrato che le molecole in concentrazioni estremamente basse, che sono tipicamente impossibili da vedere spettroscopicamente, sono stati facilmente rilevati in presenza dei nanobowls. Questa funzione ha applicazioni nel rilevamento precoce di marcatori di malattie, ricercatori hanno detto.

Infine, i nanobowls potrebbero essere assorbiti da cellule vive. I ricercatori hanno incubato i nanobowl con linee cellulari prostatiche normali e cancerose. Entro due ore, i nanobowls sono stati trovati all'interno delle cellule.

Come passo successivo, Lal e il suo team hanno in programma di realizzare tappi per le nanociotole che possono essere attivati ​​per aprirsi su richiesta per rilasciare farmaci. "Questo ci consentirebbe di controllare il rilascio di carichi utili di droga nel nostro sistema, "ha detto Lal.