Progettazione della strategia di coniugazione. Il blu identifica il primo strato di proteine, l'arancione evidenzia il secondo strato. La figura non è in scala. Credito: Comunicazioni sulla natura (2018). DOI:10.1038/s41467-018-03931-4
È stato sviluppato un nuovo metodo per rendere i farmaci "più intelligenti" utilizzando la nanotecnologia in modo che siano più efficaci nel raggiungere il loro obiettivo.
Scienziati dell'Università di Lincoln, UK, hanno ideato una nuova tecnica per "decorare" le nanoparticelle d'oro con una proteina di scelta in modo che possano essere utilizzate per personalizzare il farmaco per colpire più accuratamente un'area del corpo, come un tumore.
Le nanoparticelle d'oro sono sfere costituite da atomi d'oro del diametro di pochi miliardesimi di metro che possono essere rivestite con una proteina biologica e combinate con farmaci per consentire al trattamento di viaggiare attraverso il corpo e raggiungere la zona interessata.
Le nanoparticelle possono "adsorbire" (trattenere sulla sua superficie) farmaci che altrimenti diventerebbero insolubili o si degraderebbero rapidamente nel flusso sanguigno, e grazie alle loro piccole dimensioni possono superare barriere biologiche come membrane, pelle e l'intestino tenue che di solito impedirebbero al farmaco di raggiungere il suo obiettivo.
La tecnologia è già utilizzata in applicazioni del mondo reale come i test di gravidanza, in cui nanoparticelle d'oro decorate con un anticorpo contro l'ormone presente nelle urine delle donne in gravidanza vengono aggiunte alla striscia "positiva" in modo che reagisca con le nanoparticelle per trasformare il bastoncino in rosso - ma non è ancora ampiamente utilizzato nello sviluppo di farmaci.
Fino ad ora il processo di rivestimento delle nanoparticelle significava che le proteine utilizzate dovevano essere "mischiate" insieme a particelle che non hanno la capacità di controllare il modo in cui si legano, possibilmente rendendo il farmaco meno efficace. Il nuovo metodo consente ai farmacologi di posizionare le proteine sulle nanoparticelle d'oro strato per strato in un ordine specifico. Ciò mantiene l'integrità della proteina in modo che il farmaco sia più efficace, aprendo possibilità per lo sviluppo della nanomedicina.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Comunicazioni sulla natura .
Dott. Enrico Ferrari, un nanobiotecnologo della School of Life Sciences dell'Università di Lincoln, condotto lo studio. Ha detto:"Le nanoparticelle d'oro sono uno strumento vitale nello sviluppo di nuovi farmaci e nei sistemi di somministrazione dei farmaci. Abbiamo sbloccato la chiave per legare proteine e molecole in modo che quei farmaci siano più efficaci.
"Questo metodo potrebbe aiutare a progettare nanomedicinali che non necessitano di modifiche chimiche estese di un farmaco proteico o di un nano-carrier e quindi possono essere sviluppati più facilmente e più velocemente".
I ricercatori hanno prelevato frammenti di proteine da batteri e vermi piatti, che una volta fusi insieme erano efficaci nel legarsi alla superficie delle nanoparticelle d'oro e in grado di formare legami stabili con qualsiasi altra proteina.
Mescolando questa proteina di fusione con nanoparticelle d'oro, si lega permanentemente alla superficie dell'oro pur essendo anche in grado di legare stabilmente una proteina bersaglio su cui è stato incluso uno specifico 'tag'.
Questo è un nuovo metodo universale per legare le proteine alle nanoparticelle che funzionerà per la maggior parte delle proteine, rendere il processo una prospettiva più attraente per le aziende farmaceutiche, hanno detto i ricercatori. Il metodo potrebbe essere applicato anche a biosensori e kit diagnostici che utilizzano oro, come quelli utilizzati in ambito clinico per identificare le infezioni in corso nel sangue dei pazienti.