Malattia cardiovascolare, che uccide un australiano ogni 12 minuti, è causato da un indurimento delle arterie dovuto a depositi anomali di grasso e colesterolo (noto come placca) nel rivestimento interno dell'arteria; un processo noto come aterosclerosi. Quando i depositi di placca si rompono, questo può causare attacchi di cuore e ictus. Ma cosa accadrebbe se si potesse impedire alla placca di rompersi usando nanoparticelle microscopiche?

Questo è il potenziale delle nuove entusiasmanti nanoparticelle organiche sviluppate per la prima volta in Canada per la diagnosi e il trattamento del cancro. Ora, i ricercatori del Center for Nanoscale BioPhotonics (CNBP) stanno esplorando il modo in cui queste nanoparticelle potrebbero essere utilizzate per identificare e disarmare i depositi instabili di placca.

"Queste particelle sono state utilizzate per rilevare e trattare i tumori, ma sospettiamo che possano essere usati per la salute vascolare, per l'individuazione e il trattamento dell'aterosclerosi, " ha detto Victoria Nankivell, un dottorato di ricerca studente presso l'organizzazione partner CNBP, il South Australia Health and Medical Research Institute, ad Adelaide. "Ci sono alcune caratteristiche uniche di questa nanoparticella che la rendono adatta a colpire le cellule chiave nell'aterosclerosi, come i macrofagi, un tipo di cellula chiave che si trova nella placca aterosclerotica".

I macrofagi sono un tipo di globuli bianchi del sistema immunitario che fagocita e digerisce detriti cellulari e materiale estraneo, come i microbi. Macrofagi, in particolare, produrre piccole proteine, note come citochine, che incoraggiano le risposte immunitarie infiammatorie, allargando la placca e rendendola più probabile che si rompa.

Una volta che la placca si è rotta, questo porta a blocchi nei vasi sanguigni che alimentano il cuore, provocando un attacco di cuore; o vasi che alimentano il cervello, provocando un ictus.

Le nuove nanoparticelle, noti come porfisomi, sono nanoparticelle organiche inventate dal prof Gang Zheng, un ricercatore partner del CNBP con sede presso la University Health Network dell'Università di Toronto. Utilizzato per rilevare e mappare accuratamente i tumori del cancro, possono anche essere facilmente tracciati con fluorescenza in condizioni di scarsa illuminazione e hanno grandi nuclei che possono essere caricati con farmaci e altri agenti.

I porfisomi si basano su una proteina che si trova nelle lipoproteine ​​ad alta densità, o HDL, noto come "colesterolo buono". È noto che le HDL limitano i processi infiammatori che sono alla base dell'aterosclerosi interrompendo la creazione della placca in diverse fasi chiave.

Dott.ssa Christina Bursill, Capo ricercatore della salute vascolare del CNBP con sede presso il nodo dell'Università di Adelaide, e il supervisore di Nankivell, aveva un sospetto che i porfisomi potrebbero anche avere effetti antinfiammatori nell'aterosclerosi. Ha iniziato una collaborazione con il gruppo del Prof Zheng per testare l'idea. E aveva ragione.

"Abbiamo ora dimostrato in coltura che i porfisomi hanno effetti antinfiammatori nelle placche aterosclerotiche, " ha detto Nankivell. "Quando stimoliamo i macrofagi con uno stimolo infiammatorio, queste particelle riducono la risposta infiammatoria in quei macrofagi.

"Abbiamo anche dimostrato che le particelle possono aumentare la rimozione del colesterolo dai macrofagi, è qualcosa che fa anche l'HDL, " ha aggiunto. "Non sappiamo bene cosa sia dei porfisomi che lo rendono antinfiammatorio, quindi vogliamo indagare ulteriormente su questo".

I porfisomi possono anche trasportare nuclidi radioattivi di breve durata per un tracciamento estremamente accurato. Quindi, I piani del team di Bursill li usano per rilevare e monitorare la progressione dell'aterosclerosi nei topi, per capire come le nanoparticelle hanno il loro effetto. Per questo, stanno collaborando con il Baker Heart and Diabetes Institute di Melbourne, che ha allevato topi sperimentali che possono essere indotti a sviluppare l'aterosclerosi che ricorda da vicino l'instabilità della placca che porta alla rottura della placca negli esseri umani.