Un team interdisciplinare dell'Università di Basilea in Svizzera è riuscito a creare un percorso diretto per l'ingresso di nanocontenitori artificiali nel nucleo delle cellule viventi. A tal fine, hanno prodotto vescicole polimeriche biocompatibili che possono passare attraverso i pori che decorano la membrana del nucleo cellulare. In questo modo, potrebbe essere possibile trasportare farmaci direttamente nel centro di controllo della cellula.

Per combattere le malattie, diverse terapie si sforzano di intervenire nei processi patologici che si verificano nel nucleo cellulare. Chemioterapie, Per esempio, bersaglio reazioni biochimiche che sono coinvolte nella proliferazione delle cellule tumorali, mentre l'obiettivo delle terapie geniche è inserire un gene desiderato nel nucleo. Perciò, una sfida nel campo della nanomedicina è sviluppare un metodo affidabile per introdurre sostanze attive in modo specifico nel nucleo cellulare.

I ricercatori dell'Università di Basilea hanno ora sviluppato minuscoli nanocontenitori che fanno proprio questo nelle cellule viventi. Questi nanocontenitori possono passare attraverso i complessi dei pori nucleari che controllano il trasporto di molecole dentro e fuori il nucleo cellulare. Lo sviluppo di questi cosiddetti polimerisomi ha coinvolto un team altamente interdisciplinare di scienziati dello Swiss Nanoscience Institute, il Biozentrum e il Dipartimento di Chimica.

Biglietto d'ingresso al nucleo

I ricercatori hanno usato un trucco per dirigere i nanocontenitori artificiali attraverso i complessi dei pori nucleari:"Questi polimeri, che hanno una dimensione di circa 60 nanometri, sono incapsulati da una membrana polimerica flessibile che imita le membrane naturali, " spiega la professoressa chimica Cornelia Palivan. "Tuttavia, sono più robusti delle vescicole lipidiche e possono essere funzionalizzati secondo necessità".

Inoltre, i ricercatori hanno costruito i polimeri con segnali di localizzazione nucleare legati a loro, dando loro un biglietto d'ingresso nel nucleo, per così dire. Le cellule usano questi segnali per differenziare tra le molecole che devono essere trasportate nel nucleo e quelle che dovrebbero essere tenute fuori. In questo modo, i segnali di localizzazione nucleare vengono utilizzati per camuffare i nanocontenitori artificiali come carichi consentiti.

Ispirato dalla natura

"La presenza di segnali di localizzazione nucleare consente ai polimeri di dirottare il macchinario di trasporto cellulare che trasporta il carico attraverso i complessi dei pori nucleari, " spiega il professor Roderick Lim. Questa proprietà è analogamente basata sulla natura:"Questa strategia è utilizzata anche da alcuni virus, " disse il biofisico.

I ricercatori sono stati in grado di tracciare il percorso dei polimerisomi nel nucleo cellulare riempiendoli con diversi coloranti e osservandoli utilizzando varie tecniche microscopiche. Ciò ha confermato il successo del trasporto dei nanocontenitori artificiali nel nucleo cellulare in vitro e in vivo all'interno delle cellule viventi. Per futuri accertamenti, questi coloranti saranno sostituiti da agenti terapeutici.

"Questi risultati mostrano che i polimeri che abbiamo sviluppato consentono di fornire un carico artificiale molto specifico nel nucleo cellulare. Infatti, non è stato possibile rilevare nanocontenitori senza segnali di localizzazione nucleare nel nucleo cellulare, " secondo la prima autrice Christina Zelmer, riassumendo lo studio.

Lo studio è pubblicato su Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .