Meno di 20 anni dopo che è stato sviluppato, un sottile, foglio resiliente di atomi di carbonio con proprietà straordinarie noto come grafene sta trasformando i campi biomedici fino all'ingegneria dei tessuti, neuroprotesi e scoperta di farmaci.

Poiché conduce facilmente calore ed elettricità, anche il grafene può essere un buon biosensore. Ma non è neutrale. Quando gli scienziati della Vanderbilt University hanno cercato di utilizzare il grafene per misurare l'attività elettrica nel cervello, hanno scoperto che in realtà migliorava la segnalazione delle cellule nervose.

Lo ha fatto consentendo alle membrane delle cellule nervose di attirare più colesterolo. La sostanza grassa è stata utilizzata per produrre più vescicole che imballano i neurotrasmettitori, i messaggeri chimici che trasmettono i segnali tra le cellule nervose. Più vescicole e più neurotrasmettitori significavano segnali più forti.

Questi risultati, riportato la scorsa settimana sul giornale Comunicazioni sulla natura , è stata una completa sorpresa per gli investigatori. Aumentano la possibilità che il grafene possa consentire ai ricercatori di cambiare il modo in cui le cellule comunicano tra loro manipolando il contenuto di colesterolo nella membrana cellulare.

Il grafene "non solo può essere un ottimo veicolo per somministrare farmaci, ma anche un modo per potenziarne l'effetto, " ha detto l'autore senior del giornale, Qi Zhang, dottorato di ricerca, assistente professore di Farmacologia presso la Vanderbilt University School of Medicine.

I ricercatori hanno iniziato il loro esperimento facendo crescere i neuroni, le cellule nervose, su un foglio di grafene.

Il primo autore del documento, Kristina Kitko, uno studente laureato in scienze dei materiali interdisciplinari, riprende la storia da lì in una rubrica su invito che ha scritto per un blog di Nature Chemistry:"Abbiamo osservato un aumento della frequenza di scarica neuronale sul grafene, " ha scritto. "Questo è stato sostanziale e la nostra curiosità è stata stuzzicata. Quando abbiamo iniziato a esaminare misurazioni più mirate dell'attività presinaptica, ciò che è emerso costantemente è stato sorprendente:il potenziamento sinaptico sul grafene".

Rendendosi conto che il grafene stava probabilmente agendo sulla membrana delle cellule nervose, che consiste principalmente di colesterolo, la domanda successiva era:"Potrebbe essere coinvolto in qualche modo il colesterolo?"

"Questo ci ha portato all'idea di manipolare i livelli di colesterolo di membrana, "Kitko ha continuato. "Il colesterolo svolge ruoli importanti e fondamentali per le cellule in una varietà di modi, ma con particolare rilevanza per la scoperta di farmaci abbiamo dimostrato l'effetto del grafene sui recettori accoppiati a proteine ​​G, la cui attività è mediata dal colesterolo."

La metà di tutti i farmaci mira a questi recettori.

Kitko è stata invitata a presentare i risultati del suo gruppo alla Gordon Research Conference sulle "interfacce neuroelettroniche" il mese prossimo a Galveston, Texas.