Negli ultimi 20 anni, l'uso delle nanoparticelle in medicina è in costante aumento. Però, la loro sicurezza e il loro effetto sul sistema immunitario umano rimane una preoccupazione importante. Testando una varietà di nanoparticelle d'oro, ricercatori dell'Università di Ginevra (UNIGE) e collaboratori stanno fornendo le prime prove del loro impatto sui linfociti B umani, le cellule immunitarie responsabili della produzione di anticorpi. Si prevede che l'uso di queste nanoparticelle migliorerà l'efficacia dei prodotti farmaceutici limitando i potenziali effetti negativi.

Questi risultati, pubblicato sulla rivista ACS Nano , potrebbe portare allo sviluppo di terapie più mirate e meglio tollerate, in particolare nel campo dell'oncologia. La metodologia consente inoltre di testare la biocompatibilità di qualsiasi nanoparticella in una fase iniziale dello sviluppo di un nuovo nanofarmaco.

Responsabile della produzione di anticorpi, I linfociti B sono una parte cruciale del sistema immunitario umano, e quindi un target interessante per lo sviluppo di vaccini preventivi e terapeutici. Però, per raggiungere il loro obiettivo, i vaccini devono raggiungere rapidamente i linfociti B senza essere distrutti, rendendo particolarmente interessante l'uso delle nanoparticelle.

"Le nanoparticelle possono formare un veicolo protettivo per i vaccini, o altri farmaci, per consegnarli specificamente dove possono essere più efficaci, risparmiando altre cellule, " spiega Carole Bourquin, professore presso le Facoltà di Medicina e Scienze dell'UNIGE, che ha co-diretto questo studio. "Questo targeting consente anche l'uso di una dose più bassa di immunostimolante mantenendo una risposta immunitaria efficace. Aumenta la sua efficacia riducendo gli effetti collaterali, a condizione che le nanoparticelle siano innocue per tutte le cellule immunitarie".

Studi simili sono già stati condotti per altre cellule immunitarie come i macrofagi, che cercano e interagiscono con le nanoparticelle, ma mai prima per i più piccoli, e più difficile da gestire, linfociti B.

L'oro è un materiale ideale

L'oro è un ottimo candidato per la nanomedicina a causa delle sue particolari proprietà fisico-chimiche. Ben tollerato dal corpo e facilmente malleabile, questo metallo assorbe la luce e poi rilascia calore, una proprietà che può essere sfruttata in oncologia.

"Le nanoparticelle d'oro possono essere utilizzate per colpire i tumori. Se esposte a una fonte di luce, le nanoparticelle rilasciano calore e distruggono le cellule tumorali vicine. Potremmo anche attaccare un farmaco alla superficie delle nanoparticelle da consegnare in una posizione specifica, " spiega la ricercatrice dell'UNIGE Sandra Hočevar. "Per testare la loro sicurezza e la migliore formula per uso medico, abbiamo creato sfere d'oro con o senza rivestimento polimerico, così come le aste d'oro per esplorare gli effetti del rivestimento e della forma. Abbiamo quindi esposto i linfociti B umani alle nostre particelle per 24 ore per esaminare l'attivazione della risposta immunitaria".

Seguendo i marcatori di attivazione espressi sulle superfici delle cellule B, gli scienziati sono stati in grado di determinare quanto le loro nanoparticelle hanno attivato o inibito la risposta immunitaria. Sebbene nessuna delle nanoparticelle testate abbia dimostrato effetti avversi, la loro influenza sulla risposta immunitaria differiva a seconda della loro forma e della presenza di un rivestimento superficiale polimerico.

"Proprietà di superficie, così come la morfologia delle nanoparticelle, sono sicuramente importanti quando si tratta dell'interazione tra nanoparticelle e cellule. interessante, i nanotubi d'oro hanno inibito la risposta immunitaria invece di attivarla, probabilmente causando interferenze sulla membrana cellulare, o perché sono più pesanti, "dice Martin Clift, professore associato di nanotossicologia e sistemi in vitro presso la Swansea University Medical School, e co-leader del progetto.

Le particelle sferiche non rivestite si aggregano facilmente e quindi non sono appropriate per l'uso biomedico. D'altra parte, le sfere d'oro rivestite con un polimero protettivo sono stabili e non compromettono la funzione dei linfociti B. "E possiamo facilmente posizionare il vaccino o il farmaco da somministrare ai linfociti B in questo rivestimento, " dice Carole Bourquin. "Inoltre, il nostro studio ha stabilito una metodologia per valutare la sicurezza delle nanoparticelle sui linfociti B, qualcosa che non era mai stato fatto prima. "Questo potrebbe essere particolarmente utile per la ricerca futura, poiché l'uso delle nanoparticelle in medicina richiede ancora linee guida chiare".

Le cellule B sono al centro della risposta vaccinale, ma anche in altri ambiti come l'oncologia e le malattie autoimmuni. Le nanoparticelle d'oro sviluppate dai ricercatori potrebbero consentire di somministrare farmaci esistenti direttamente ai linfociti B per ridurre il dosaggio necessario e i potenziali effetti collaterali. Infatti, sono già in corso studi su pazienti per il trattamento dei tumori cerebrali. Le nanoparticelle d'oro possono essere rese abbastanza piccole da attraversare la barriera emato-encefalica, consentendo la somministrazione di farmaci antitumorali specifici direttamente nelle cellule cancerose.