Un team internazionale di ricercatori guidati da Morteza Mahmoudi della Michigan State University ha sviluppato un nuovo metodo per comprendere meglio come le nanomedicine, diagnostica e terapie emergenti che sono molto piccole ma molto complesse, interagiscono con le biomolecole dei pazienti.

I farmaci basati su particelle nanoscopiche hanno la promessa di essere più efficaci delle attuali terapie, riducendo al contempo gli effetti collaterali. Ma sottili complessità hanno confinato la maggior parte di queste particelle nei laboratori di ricerca e fuori dall'uso clinico, disse Mahmoudi, un assistente professore presso il Dipartimento di Radiologia e il Precision Health Program.

"C'è stato un notevole investimento di denaro dei contribuenti nella ricerca sulla nanomedicina del cancro, ma quella ricerca non si è tradotta con successo in clinica, " Ha detto Mahmoudi. "Gli effetti biologici delle nanoparticelle, come il corpo interagisce con le nanoparticelle, rimanere poco compreso. E vanno valutati nel dettaglio".

Il team di Mahmoudi ha ora introdotto una combinazione unica di tecniche di microscopia per consentire una considerazione più dettagliata di quegli effetti biologici, che i ricercatori hanno descritto sulla rivista Comunicazioni sulla natura , pubblicato online il 25 gennaio.

I metodi del team consentono ai ricercatori di vedere importanti differenze tra le particelle esposte al plasma umano, la parte priva di cellule del sangue che contiene biomolecole comprese le proteine, enzimi e anticorpi.

Questi bit biologici si agganciano a una nanoparticella, creando un rivestimento denominato corona (da non confondere con il nuovo coronavirus), la parola latina per corona. Questa corona contiene indizi su come le nanoparticelle interagiscono con la biologia di un paziente. Ora, Mahmoudi e i suoi colleghi hanno mostrato come ottenere una visione senza precedenti di quella corona.

"Per la prima volta, possiamo immaginare la struttura 3-D delle particelle ricoperte di biomolecole a livello nano, " Ha detto Mahmoudi. "Questo è un approccio utile per ottenere dati utili e robusti per le nanomedicine, per ottenere il tipo di dati che possono influenzare le decisioni degli scienziati sulla sicurezza e l'efficacia delle nanoparticelle".

Sebbene un lavoro come questo alla fine stia aiutando a spostare le nanomedicine terapeutiche nella clinica, Mahmoudi non è ottimista sul fatto che un'ampia approvazione arriverà presto. C'è ancora molto da imparare sulle particelle. Per di più, una delle cose che i ricercatori capiscono molto bene - che minime variazioni in questi piccoli farmaci possono avere un impatto smisurato - è stata sottolineata da questo studio.

I ricercatori hanno visto che le corone di nanoparticelle dello stesso lotto, esposti allo stesso plasma umano, potrebbe provocare una varietà di reazioni da parte di un paziente a una singola dose.

Ancora, Mahmoudi vede un'opportunità in questo. Crede che queste particelle potrebbero brillare come strumenti diagnostici invece che come farmaci. Piuttosto che cercare di curare le malattie con la medicina su scala nanometrica, crede che le particelle pignoli sarebbero adatte per la diagnosi precoce della malattia. Per esempio, Il gruppo di Mahmoudi ha precedentemente mostrato questo potenziale diagnostico per i tumori e le malattie neurodegenerative.

"Potremmo diventare più proattivi se usassimo le nanoparticelle come diagnostica, " ha detto. "Quando è possibile rilevare la malattia nelle fasi iniziali, diventa più facile trattarli."