I ricercatori dell'Istituto di ingegneria dei processi (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze e della Tsinghua University (THU) riportano una sovrastruttura a sandwich per l'ossido di grafene (GO) che trasporta attraverso le membrane cellulari. La scoperta, pubblicato in Progressi scientifici , apre una modalità di somministrazione del farmaco specifica per la membrana, che potrebbe migliorare significativamente gli effetti di citotossicità rispetto ai vettori di farmaci tradizionali.

Il trasporto di nanoparticelle alle interfacce bio-nano è essenziale per le risposte cellulari e le applicazioni biomediche. Il modo in cui i nanomateriali bidimensionali interagiscono o si diffondono all'interno della membrana cellulare è sconosciuto, ostacolando così le loro applicazioni in ambito biomedico.

"La membrana di grafene a sandwich è una sovrastruttura simulata a lungo, ma un problema non dimostrato in vitro. Siamo entusiasti di fornire prove sperimentali sostanziali e aprire una strada per la somministrazione di nuovi farmaci specifici per la membrana, " ha detto Wei Wei, un professore del Laboratorio statale chiave di ingegneria biochimica dell'IPE.

Il processo di formazione del GO a sandwich è stato visualizzato in uno stato completamente idratato/nativo, e l'influenza significativa sulla rugosità cellulare, è stata anche rivelata la fluidità cellulare e la rigidità della membrana.

Per di più, il GO a sandwich ha indotto un maggiore ingresso del farmaco e un tempo di diffusione più rapido all'interno dello strato lipidico della membrana, superando così un tipico portatore di liposomi nell'efficacia antitumorale. Questa caratteristica è anche estremamente utile quando si somministrano adiuvanti vaccinali (ad es. ligandi dei recettori di membrana) per un maggiore effetto immunitario, secondo Wei.

Tutte le interazioni cellulari, la dinamica di diffusione e la maggiore efficienza della somministrazione di farmaci specifici per membrana del GO a sandwich sono state simulate dal prof. Yan Litang di THU.

"È uno studio molto bello sulle sovrastrutture a membrana di grafene. Rivela diversi regimi di trasporto, la presenza di pori e una serie di altre caratteristiche potenzialmente interessanti relative a questi sistemi, " hanno affermato i revisori di Progressi scientifici . "Inoltre, dimostrano l'applicabilità dei GO per la somministrazione di farmaci. Globale, la carta è molto attuale e racconta una buona storia."

La sovrastruttura a sandwich basata su GO offre immense capacità di progettazione che possono consentire un numero considerevole di applicazioni per questi nanomateriali emergenti nei campi all'avanguardia della scienza biologica e medica.