Le dimensioni contano davvero quando si tratta dei meccanismi che le cellule usano per comunicare tra loro, secondo le nuove ricerche pionieristiche sulle nanobiotecnologie che hanno importanti implicazioni per la diagnosi e il trattamento delle malattie.

Un team internazionale di scienziati ha compiuto grandi passi avanti nella comprensione degli "esosomi", piccole strutture biologiche (o "vescicole") utilizzate dalle cellule del corpo per trasferire informazioni. I ricercatori ritengono che i risultati potrebbero essere significativi per diversi campi della scienza medica, dalla personalizzazione dei trattamenti medici alla migliore comprensione della crescita e della diffusione dei tumori cancerosi.

Gli esosomi sono ricchi di proteine ​​e RNA. Possono essere generati da una cella, preso da un altro, e innescare una risposta specifica. Ad oggi, la ricerca scientifica si è concentrata sul contenuto degli esosomi, ma un nuovo studio condotto da scienziati dell'Università di Lincoln, UK, si è concentrato invece sulla dimensione degli esosomi e su come questo influenzi il modo in cui funzionano.

Guidati dal Dott. Enrico Ferrari, specialista in nanobiotecnologie, il team ha scoperto che più piccoli sono gli esosomi, più è facile per le cellule bersaglio raccoglierli. Questo rende la comunicazione tra le cellule molto più veloce.

Lo studio ha esaminato gli esosomi prelevati da un paziente con un glioma di alto grado (tumore cerebrale a rapida crescita). I ricercatori avevano precedentemente scoperto che alcune cellule staminali all'interno del cervello del paziente stavano producendo esosomi che erano responsabili del supporto delle cellule tumorali e le rendevano più aggressive.

Il loro ultimo lavoro suggerisce che il livello di aggressività in un tumore potrebbe essere determinato dalla dimensione degli esosomi prodotti dalle cellule cancerose, ad esempio più piccoli sono gli esosomi, più velocemente le cellule possono comunicare e riprodursi, e più velocemente si sviluppa il cancro.

Questi risultati iniziali potrebbero quindi avere importanti implicazioni per la prognosi di diversi tumori in futuro, poiché i medici possono essere in grado di esaminare le dimensioni degli esosomi prodotti e prevedere in modo più accurato il decorso del tumore di un paziente.

Lo studio è stato condotto da ricercatori della School of Life Sciences dell'Università di Lincoln, UK; il Dipartimento di Scienze Mediche e Biologiche dell'Università degli Studi di Udine; e il Dipartimento di Neuroscienze dell'Azienda Ospedaliera Universitaria Santa Maria della Misericordia, entrambi in Italia. I risultati sono pubblicati sulla rivista scientifica, Nanomedicina:nanotecnologia, Biologia e Medicina .

"Piuttosto che guardare dentro l'esosoma, abbiamo deciso di dare un'occhiata dettagliata alla natura del veicolo, in particolare le sue dimensioni", ha spiegato il dottor Ferrari. "Se pensi a un esosoma come a un pacchetto, indipendentemente dalle molecole specifiche che trasporta, la natura della 'busta' è probabilmente di grande importanza per la consegna del messaggio. Più grande è la busta, più è difficile consegnare!

"La ricerca precedente ha esaminato come le dimensioni influenzano il comportamento delle nanoparticelle artificiali in un corpo umano, e questo nuovo studio ha scoperto che le particelle biologiche come gli esosomi possono agire più o meno allo stesso modo:più sono piccole, più "forte" è il loro messaggio, poiché è più facile per le cellule bersaglio prenderli in mano e "ascoltare" il messaggio.

"Tradizionalmente è stato difficile osservare questo comportamento negli esosomi perché sono estremamente piccoli (ben al di sotto della risoluzione ottica), molto sfuggente, e difficile da isolare. Però, il nostro team ha sviluppato una nuova serie di tecniche per superare tutti questi fattori e rispondere a importanti domande sull'assorbimento dipendente dalle dimensioni, che in precedenza non sono stati affrontati.

"La dimensione dei diversi esosomi è stata esplorata in pochi altri studi, ma mai in relazione all'efficacia con cui possono consegnare i loro messaggi".

La nuova ricerca potrebbe anche avere implicazioni future per la consegna di medicinali, poiché gli esosomi potrebbero essere potenzialmente utilizzati come nanovettori per farmaci specifici. Gli scienziati prevedono che potrebbe essere possibile manipolare le dimensioni degli esosomi utilizzati nelle terapie per renderli più efficaci, e utilizzare gli esosomi personalizzati prodotti nel corpo umano – o particelle che imitano il modo in cui si comportano – per ottenere una somministrazione di farmaci più mirata ed efficiente. Questo processo è chiamato esoterapia.

Il team ora spera di proseguire la ricerca in questo settore per comprendere più accuratamente l'impatto della dimensione dell'esosoma sul modo in cui le cellule comunicano, e sviluppare modi in cui questa conoscenza può essere utilizzata nella diagnosi, prognosi e trattamento dei singoli pazienti.