Le nanoparticelle biomimetiche (NP) rivestite di membrana cellulare sono state ampiamente studiate in nanomedicina a causa delle loro proprietà uniche come la fuga immunitaria, lunga circolazione sanguigna, riconoscimento molecolare specifico e targeting efficace del cancro, indicando un grande potenziale nella terapia del cancro mirata. Però, l'integrità del rivestimento della membrana cellulare sulle NP, una metrica chiave relativa alla qualità di questi sistemi biomimetici e alla risultante funzione biomedica, è rimasto in gran parte inesplorato. In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un saggio di spegnimento della fluorescenza per sondare l'integrità del rivestimento della membrana cellulare.

Lo studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura mostra che la grande maggioranza delle NP rivestite con membrana cellulare erano solo parzialmente rivestite quando venivano applicate le tecniche di rivestimento tradizionali. L'informazione è essenziale poiché il grado di rivestimento influisce sul destino biologico delle NP. La ricerca è stata condotta presso l'Università della Finlandia orientale, Dipartimento di Fisica Applicata, nel gruppo di ricerca del professor Vesa-Pekka Lehto.

"I metodi attuali per caratterizzare il rivestimento della membrana cellulare sono solo qualitativi e non riescono a valutare statisticamente il grado e la variabilità del rivestimento, "dice Lizhi Liu, il primo autore della pubblicazione. "Quando abbiamo applicato il metodo di quantificazione sviluppato per valutare il successo dei protocolli comunemente usati per produrre NP completamente rivestiti, abbiamo scoperto che la frazione non ha mai superato il 20 per cento."

"La nostra scoperta è una grande sorpresa per l'intera comunità scientifica in nanomedicina perché è stato generalmente accettato che il rivestimento della membrana cellulare è perfetto. Nonostante il rivestimento parziale, le NP biomimetiche potrebbero ancora essere internalizzate dalle cellule bersaglio attraverso percorsi diversi, "dice il dottor Wujun Xu, uno degli autori corrispondenti dell'articolo. Per spiegare questo, gli autori hanno proposto un nuovo meccanismo di ingresso endocitico per queste NP parzialmente rivestite mediante simulazioni computazionali. Nello specifico, le NP con un alto grado di rivestimento (≥ 50 percento) sono entrate nelle celle individualmente, mentre le NP a basso grado di rivestimento ( <50 percento) necessari per aggregarsi prima dell'internalizzazione.

"Il presente studio evidenzia alcuni dei limiti degli attuali protocolli di rivestimento della membrana cellulare e motiva gli sforzi per migliorare i protocolli. Il metodo di quantificazione sviluppato è uno strumento pratico per valutare il successo di questi sforzi e stabilire uno standard per confrontare i diversi progetti di rivestimento , " dice il professor Vesa-Pekka Lehto.