Estratto grafico. Credito:Sora Ji
In esperimenti di "prova di concetto" con cellule e tessuti di topo e umani, i ricercatori della Johns Hopkins Medicine affermano di aver progettato minuscole proteine, chiamate nanocorpi, derivate da anticorpi lama, che potrebbero essere potenzialmente utilizzate per fornire farmaci mirati alle cellule muscolari umane. I ricercatori affermano che la capacità di colpire con maggiore precisione tali tessuti potrebbe far avanzare la ricerca di modi più sicuri ed efficienti per alleviare il dolore durante l'intervento chirurgico, trattare i ritmi cardiaci irregolari e controllare le convulsioni.
I risultati degli esperimenti sono stati pubblicati il 21 febbraio nel Journal of Biological Chemistry .
I nanobodies sono piccole versioni di proteine chiamate anticorpi che contrassegnano potenziali agenti patogeni per la distruzione da parte del sistema immunitario. Gli scienziati non sanno perché esistono solo in alcune specie, come i camelidi e gli squali, ma dalla loro scoperta negli anni '80, i ricercatori li hanno studiati per l'uso come strumento di ricerca e sistema di somministrazione di farmaci antitumorali con alterne fortune.
Consapevoli di tali esperimenti, i ricercatori della Johns Hopkins sospettavano che i nanocorpi potessero essere utili come strumento per attaccarsi ai canali ionici del sodio di una cellula, che agiscono come una sorta di interruttore in grado di condurre segnali chimici che attivano o disattivano le cellule muscolari.
Nove varietà di questi interruttori compaiono nel corpo umano, ciascuna specifica per un tipo di tessuto come il muscolo o il nervo. Poiché le proteine del canale hanno solo piccole differenze tra loro, la maggior parte dei farmaci non è in grado di differenziarle, ponendo rischi per la sicurezza quando si tenta di usarle con farmaci come gli anestetici. I farmaci esistenti, affermano i ricercatori, bloccano il dolore e sedano un paziente "disattivando" i canali ionici del sodio nei nervi e nei muscoli scheletrici, ma possono anche abbassare pericolosamente la frequenza cardiaca e interferire con i ritmi cardiaci.
Altri studi, affermano i ricercatori della Johns Hopkins Medicine, hanno infatti dimostrato che i nanocorpi possono essere utilizzati per trasportare un carico, una capacità che potrebbe far avanzare gli sforzi per somministrare farmaci a specifici canali ionici del sodio, eliminando tali effetti collaterali.
"Questo è il motivo per cui i medici e le aziende farmaceutiche sono interessati a trovare farmaci in grado di modulare questi canali, attivandoli o disattivandoli, in modo distinto", afferma Sandra Gabelli, Ph.D., professore associato di medicina presso la Johns Hopkins University School of Medicine .
Gabelli ha riconosciuto che le piccole dimensioni dei nanocorpi potrebbero consentire loro di legarsi ad aree inaccessibili a molecole più grandi, come gli anticorpi più grandi che vengono spesso utilizzati per applicazioni simili.
Nei loro esperimenti di proof of concept, il team di ricerca di Gabelli ha esaminato una vasta libreria di 10 milioni di nanocorpi per svilupparli come proteine biologiche che potrebbero potenzialmente differenziare tra i canali ionici del sodio nei muscoli e quelli nei nervi.
In collaborazione con Manu Ben-Johny della Columbia University, i ricercatori hanno attaccato ai nanocorpi una molecola fluorescente "reporter" che si illumina quando interagisce con il canale del sodio. Monitorando il bagliore, i ricercatori hanno scoperto che due nanocorpi, Nb17 e Nb82, si attaccano ai canali ionici del sodio specifici del muscolo scheletrico e del muscolo cardiaco.
I ricercatori hanno anche testato la stabilità dei nanocorpi a diverse temperature, un fattore chiave nello sviluppo e nella fornitura di farmaci alle cliniche. Il team di ricerca ha scoperto che i nanocorpi Nb17 e Nb82 erano resistenti a temperature rispettivamente fino a 168,8 e 150,8 gradi Fahrenheit, indicando che questi nanocorpi rimarrebbero stabili a scaffale in condizioni normali.
I ricercatori hanno quindi in programma di immaginare il nanocorpo e i canali ionici di sodio legati insieme per rivelare di più su come funziona questa interazione. + Esplora ulteriormente
