Le nanoparticelle che trasportano i medicinali in una parte specifica del corpo umano vengono solitamente scomposte prematuramente nel fegato. Jeroen Bussmann dell'Università di Leiden ha scoperto un nuovo metodo per evitare che ciò accada. Pubblicazione in ACS Nano .

Nella nanoterapia, le particelle che misurano tra un nanometro e un micrometro vengono utilizzate per fornire medicinali in punti specifici del corpo, ad esempio per distruggere i tumori con molti meno effetti collaterali rispetto alla chemioterapia tradizionale. Un problema ricorrente nello sviluppo della nanoterapia è che il fegato spesso scompone prematuramente le nanoparticelle. Di conseguenza, le particelle raggiungono solo raramente la destinazione prevista. Ad oggi, i ricercatori credevano che questo fosse il lavoro delle cellule di pulizia - le cosiddette cellule di Kupffer - nel fegato.

Cellule dalle pareti dei vasi sanguigni

Nella ricerca congiunta condotta con l'Istituto Hubrecht e l'Università di Basilea, Jeroen Bussmann, biologo chimico presso l'Università di Leiden, scoperto che le cellule nelle pareti dei vasi sanguigni del fegato (cellule endoteliali) spesso svolgono un ruolo molto più importante in questo processo di quanto si pensasse in precedenza. Le proteine ​​sulla superficie di queste cellule riconoscono le nanoparticelle e le eliminano. Bloccare queste proteine ​​significa che le cellule endoteliali non riconosceranno più le nanoparticelle, che poi rimangono nel sangue più a lungo. Questo è fondamentale se i farmaci devono raggiungere gli obiettivi previsti nel corpo.

Tracciamento delle nanoparticelle

Bussmann ha utilizzato larve di zebrafish per le sue ricerche. "Il vantaggio di usare queste larve è che sono trasparenti, così possiamo seguire le nanoparticelle usando un microscopio nei vasi sanguigni, " spiega. Bussmann ha bloccato le cellule endoteliali conferendo alle larve di zebrafish uno speciale polimero (un lungo, molecola interconnessa). "Quando questo polimero si lega alle proteine ​​delle cellule endoteliali, non riconoscono più le nanoparticelle, " lui spiega.

Le altre cellule di pulizia nel fegato (cellule di Kupffer) riconoscono principalmente particelle più grandi di 100 nanometri. L'idea era che utilizzando nanoparticelle più piccole in combinazione con lo speciale polimero, nessuna cellula del fegato sarebbe ancora in grado di provocare la rimozione delle nanoparticelle. Ha funzionato:le particelle somministrate in questo modo rimangono nel flusso sanguigno senza essere scomposte.

Le cellule dei vasi sanguigni inghiottono le nanoparticelle

Il momento in cui Bussmann era certo che le cellule endoteliali avessero effettivamente ingerito le nanoparticelle, è stato quando ha somministrato nanoparticelle contenenti una sostanza tossica alle larve dei pesci:questa sostanza agisce solo all'interno delle cellule e non al di fuori di esse. Così, quando solo le cellule endoteliali sono morte, sapeva che era perché avevano ingerito le nanoparticelle.

Usando le larve di zebrafish, Bussmann ha anche scoperto precisamente quale proteina nelle cellule endoteliali si lega alle particelle, vale a dire Stabilin-2. La rimozione del gene per Stabilin-2 ha comportato anche una degradazione molto inferiore delle nanoparticelle. Bussmann ora mira a sviluppare una molecola che si leghi specificamente a Stabilin-2. Sarà quindi possibile inibire in modo altamente specifico la funzione di degradazione delle cellule, senza che il fegato perda parte della sua funzione naturale.

Consegnare medicinali alle cellule

Bussmann vuole anche esplorare come esattamente la proteina si leghi alle particelle e come le cellule endoteliali successivamente le ingeriscano. "Vogliamo comprendere ogni fase del processo in modo da poter alla fine produrre nanoparticelle in grado di fornire farmaci non solo al fegato ma a ogni tipo di cellula del corpo".

L'articolo è stato pubblicato su ACS Nano .