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I nanomateriali riescono a superare la barriera sangue-cervello per la neurorigenerazione

I disordini neurodegenerativi sono associati a elevati costi socioeconomici e, nei paesi la cui popolazione sta invecchiando rapidamente, questo costituisce un grave problema. I ricercatori dell’UE hanno studiato l’utilizzo dei nanomateriali, alla ricerca di soluzioni.
I nanomateriali riescono a superare la barriera sangue-cervello per la neurorigenerazione
Finora, la scarsa conoscenza dei meccanismi neurologici che sono alla base delle condizioni di salute e di malattia ha ostacolato il passaggio delle strategie neuroprotettive dallo stadio di laboratorio alla concreta applicazione in ambito clinico, una situazione ulteriormente aggravata dall’impossibilità di distribuire in modo efficiente al cervello i medicinali neuroprotettivi a causa dell’insormontabilità della barriera sangue-cervello (blood-brain barrier, BBB).

Le nanoneuroscienze potrebbero comportare una vera e propria rivoluzione nel trattamento dei disordini neurologici, poiché le nanoparticelle hanno la capacità di superarla. Recentemente, i ricercatori hanno identificato il potenziale neuroprotettivo della proteina S100A4.

Durante il progetto NANONEUROPROTECTION (Nanomaterials for treatment of neurodegenerative disorders), gli scienziati hanno applicato tecniche avanzatissime per caratterizzare i percorsi neuroprotettivi e progettare farmaci neuroprotettivi basati su S100A4 e sui suoi peptidi derivati, – H3 e H6.

I test condotti su modelli cellulari di neurodegenerazione hanno rivelato che S100A4, H3 e H6 esercitano forti effetti neuroprotettivi e sono idonei ad essere ulteriormente sviluppati come farmaci destinati al trattamento delle patologie neurologiche.

Tar i risultati più rilevanti conseguiti dal team, vi è l’identificazione di un nuovo percorso pro-sopravvivenza e la dimostrazione che l’asse S100-ErbB è coinvolto in vari aspetti della neuroprotezione. Gli ErbB sono recettori neuronali che sono stati collegati a epilessia, schizofrenia, malattia di Alzheimer e di Parkinson. Tramite vari modelli di neurotossicità, è stato dimostrato che l’S100A4 si lega direttamente all’ErbB e attiva messaggeri pro-sopravvivenza. L’espressione di S100A4 e di ErbB è stata correlata alle lesioni cerebrali nei modelli di roditori.

Un altro importante sviluppo che lascia intravedere ottime potenzialità è la creazione di nanoparticelle d’oro sferiche e di nanostar plasmoniche d’oro (AuNS), oltre a una piattaforma di distribuzione delle nanoparticelle. Gli AuNS, con la loro morfologia a punte, hanno dimostrato un migliore accesso e una migliore superficie di supporto per l’adesione dei biosensori o degli agenti neuroattivi. I ricercatori hanno ulteriormente ottimizzato la loro funzionalizzazione per migliorare la distribuzione dei neuroprotettivi S100 e i dati pilota indicano la loro capacità di oltrepassare la barriera sangue-cervello.

I costi associati ai disordini neurodegenerativi come ictus, epilessia e malattia di Parkinson raggiungono centinaia di miliardi di euro ogni anno nella sola Europa. Il progetto NANONEUROPROTECTION ha aperto nuove prospettive per lo sviluppo di nanoparticelle neurotrofiche S100 mirate che presentano effetti collaterali minimi. La flessibilità della loro funzionalizzazione potrebbe essere sfruttata anche per incorporare composti attivi per la risonanza magnetica, come ossido di ferro, che permettano di combinare la terapia con le tecniche di imaging.

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Keywords

Neurorigenerazione, disordini neurodegenerativi, BBB, S100A4, NANONEUROPROTECTION, nanostar plasmonici d’oro, peptidi neuroprotettivi