chimici, scienziati dei materiali e nanoingegneri della UC San Diego hanno creato quella che potrebbe essere la crema solare naturale definitiva.

In un articolo pubblicato sulla rivista dell'American Chemical Society Scienze Centrali ACS , riportano lo sviluppo di nanoparticelle che imitano il comportamento dei melanosomi naturali, strutture cellulari produttrici di melanina che proteggono la nostra pelle, occhi e altri tessuti dagli effetti nocivi delle radiazioni ultraviolette.

"Fondamentalmente, siamo riusciti a realizzare una versione sintetica delle nanoparticelle che la nostra pelle utilizza per produrre e immagazzinare melanina e abbiamo dimostrato in esperimenti sulle cellule della pelle che imitano il comportamento dei melanosomi naturali, " disse Nathan Gianneschi, professore di chimica e biochimica, scienza e ingegneria dei materiali e nanoingegneria presso la UC San Diego, che guidava il team di ricercatori. Il risultato ha applicazioni pratiche.

"Difetti nella produzione di melanina nell'uomo possono causare malattie come la vitiligine e l'albinismo che mancano di trattamenti efficaci, " ha aggiunto Gianneschi.

La vitiligine si sviluppa quando il sistema immunitario tenta erroneamente di eliminare i normali melanociti dalla pelle, arrestando efficacemente la produzione di melanociti. L'albinismo è dovuto a difetti genetici che portano all'assenza o a un difetto chimico della tirosinasi, un enzima contenente rame coinvolto nella produzione di melanina. Entrambe queste malattie mancano di trattamenti efficaci e comportano un rischio significativo di cancro della pelle per i pazienti.

"La diffusa prevalenza di queste malattie legate alla melanina e un crescente interesse per le prestazioni di vari materiali polimerici correlati alla melanina ci hanno spinto a cercare nuove vie sintetiche per la preparazione di materiali simili alla melanina, Gianneschi ha detto. Le particelle di melanina sono prodotte naturalmente in molte diverse dimensioni e forme dagli animali, per le piume iridescenti negli uccelli o per gli occhi e la pelle pigmentati di alcuni rettili. Ma gli scienziati hanno scoperto che l'estrazione di melanina da fonti naturali è un'operazione difficile e potenzialmente più complessa. processo piuttosto che produrli sinteticamente.

Gianneschi e il suo team hanno scoperto due anni fa che le nanoparticelle sintetiche simili alla melanina potrebbero essere sviluppate in un modo controllabile con precisione per imitare le prestazioni delle melanine naturali utilizzate nelle piume degli uccelli.

"Abbiamo ipotizzato che le nanoparticelle sintetiche simili alla melanina avrebbero imitato i melanosomi naturali e sarebbero state assorbite dai cheratinociti, il tipo di cellula predominante trovato nell'epidermide, lo strato esterno della pelle, ", ha detto Gianneschi.

Negli esseri umani sani, la melanina viene rilasciata ai cheratinociti nella pelle dopo essere stata escreta come melanosomi dai melanociti. Gli scienziati dell'UC San Diego hanno preparato nanoparticelle simili alla melanina attraverso l'ossidazione spontanea della dopamina, sviluppando biocompatibilità, analoghi sintetici di melanosomi naturali. Poi hanno studiato il loro aggiornamento, trasporto, distribuzione e capacità di protezione dalle radiazioni ultraviolette nei cheratinociti umani in coltura tissutale.

I ricercatori hanno scoperto che queste nanoparticelle sintetiche non solo sono state assorbite e distribuite normalmente, come melanosomi naturali, all'interno dei cheratinociti, proteggevano le cellule della pelle dai danni al DNA dovuti alle radiazioni ultraviolette.

"Considerando i limiti nel trattamento delle malattie correlate alla melanina e la biocompatibilità di queste nanoparticelle sintetiche simili alla melanina in termini di assorbimento e degradazione, questi sistemi hanno il potenziale come melanosomi artificiali per lo sviluppo di nuove terapie, eventualmente integrando le funzioni biologiche delle melanine naturali, " hanno detto i ricercatori nel loro articolo.