Testato su sangue umano in laboratorio, le nanocapsule selettive potrebbero ridurre gli effetti collaterali di un importante farmaco che dissolve i coaguli di sangue, che includono sanguinamento sul cervello. Se confermato con test sugli animali, le nanocapsule potrebbero anche rendere il farmaco più efficace a dosi più basse.

Coaguli di sangue, noto anche come trombi, sono una delle principali cause di ictus e infarti che sono le principali cause di morte e malattie in tutto il mondo. Possono essere trattati con un farmaco che dissolve i coaguli chiamato attivatore del plasminogeno tissutale (tPA) che interrompe i coaguli per eliminare il vaso sanguigno bloccato e ristabilire il flusso sanguigno.

Però, tPA può causare emorragie fuori bersaglio pericolose per la vita, e dura solo pochi minuti in circolazione, così spesso richiede dosi ripetute, che aumenta ulteriormente il rischio di sanguinamento. Di conseguenza, viene utilizzato solo per una minoranza di pazienti potenzialmente idonei.

Ora, ricercatori dell'Imperial College di Londra hanno scoperto che racchiudendo tPA in minuscole capsule di nuova concezione, può essere mirato in modo più specifico ai coaguli di sangue dannosi con un aumento del tempo di circolazione. Hanno progettato le nanocapsule da legare alle piastrine attivate presenti nei trombi, rilasciare il carico utile di tPA e sciogliere i coaguli.

L'autore principale Dr. Rongjun Chen del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'Imperial ha dichiarato:"tPA ha una finestra ristretta tra l'effetto desiderato e gli effetti collaterali, quindi lo abbiamo avvolto in una confezione che estende questa finestra terapeutica e riduce al minimo la dose richiesta. I nostri risultati sono entusiasmanti, ma per la convalida sono necessari studi sugli animali e clinici".

I coaguli di sangue sono costituiti da cellule del sangue chiamate piastrine che si legano tra loro quando vengono attivate. Queste piastrine sono tenute insieme da proteine ​​chiamate fibrinogeno che si legano alle piastrine attivate e formano "ponti" tra di esse. La nuova nanocapsula, chiamato tPA-cRGD-PEG-NV, imita il fibrinogeno in modo che cerchi i coaguli all'interno dei vasi sanguigni.

I ricercatori hanno testato questo su sangue umano sano in entrambe le condizioni statiche, dove il sangue fermo è stato testato in piastre di Petri, e condizioni fisiologiche di flusso in un vaso sanguigno simulato. Per testare le condizioni di flusso, hanno progettato un modello al computer per simulare come il tPA incapsulato potrebbe agire nel sangue circolante.

Hanno scoperto che le nanocapsule erano altamente selettive nel legarsi alle piastrine attivate e che il tempo necessario per dissolvere i coaguli era simile a quello del tPA non incapsulato.

L'autore corrispondente, il professor Xiao Yun Xu del Dipartimento di ingegneria chimica dell'Imperial ha dichiarato:"Abbiamo combinato il lavoro sperimentale e computazionale per caratterizzare questa nanocapsula. Per costruire il nostro modello al computer avevamo bisogno di una comprensione meccanicistica dell'interazione tra i processi fisici e biochimici del coagulo sanguigno. Il modello potrebbe essere molto utile negli studi sugli animali e clinici di questa potenziale nanomedicina, così come nel prevedere il dosaggio ottimale per i pazienti."

Il modello computerizzato appositamente costruito è stato in grado di simulare il trasporto delle nanocapsule al sito del coagulo, il suo rilascio di tPA, e la sua dissoluzione dei coaguli. Il professor Xu ha aggiunto:"La nostra simulazione ha illustrato il potenziale nel prevedere l'esito dei trattamenti per i coaguli di sangue in scenari clinicamente rilevanti".

Il co-autore, il professor Simon Thom del National Heart and Lung Institute dell'Imperial, ha dichiarato:"Abbiamo trovato un modo per rendere un farmaco anticoagulante più mirato, potenzialmente migliorando l'efficacia e riducendo gli effetti collaterali catastrofici. Questo promettente lavoro dimostra l'attività del tPA nanoincapsulato in un ambiente di laboratorio e apre la strada a una somministrazione più sicura di farmaci con effetti collaterali altrimenti dannosi. La ricerca è ora necessaria in interi organismi per determinare l'efficacia della capsula in un ambiente più realistico".

Successivamente i ricercatori testeranno il tPA incapsulato negli animali per vedere come si comporta in interi organismi, soprattutto per aumentare il tempo di circolazione e verificare la capacità del modello computerizzato di prevedere la rottura del coagulo in un ambiente realistico. Il Dr. Chen ha aggiunto:"Una volta completamente convalidato, le nanocapsule selettive e il modello al computer potrebbero fungere da potenti piattaforme per lo sviluppo di nanomedicinali anticoagulanti".

Lo studio è pubblicato su Progressi scientifici .