Verso nuovi biomateriali a base di mucine
Le mucine sono proteine glicosilate ad alto peso molecolare, prodotte dai tessuti epiteliali. Hanno una sviluppata capacità di formare gel che servono a diversi compiti, dalla lubrificazione alle barriere chimiche. Poco si sa delle interazioni di nutrienti, anticorpi, virus e batteri che si diffondono attraverso i gel mucinici all'interno del corpo. Il progetto BIOMUC (“Mucin binding to bioactive molecules: Physiological role and new biomaterials”) sta studiando se i gel mucinici possano essere una riserva di molecole bioattive. Se viene confermata l'interazione della mucina con le molecole bioattive, si potranno sviluppare biomateriali innovativi a base di mucine per il rilascio mirato di farmaci e applicazioni in ingegneria dei tessuti. Si sono già raggiunti risultati significativi nel corso di questo progetto, che verrà completato nel 2015. Si è dimostrato che i rivestimenti di mucina hanno ottime proprietà cellulo-repellenti. Rivestimenti strutturati in mucine sono stati usati per creare strutture di cellule che rimanevano stabili per giorni: un'importante proprietà per l'ingegneria dei tessuti. Per mezzo della deglicosilazione del nucleo proteico, gli scienziati hanno dimostrato che i glicani sono necessari per la repulsione delle cellule da parte delle mucine. Si sono costruiti e caratterizzati film multistrato di mucine e lectine. Il film erano resistenti alle altre concentrazioni di sale e alle variazioni di pH; si potevano dissolvere utilizzando zuccheri solubili che competevano con la lectina nelle sue interazioni con i glicani associati alle mucine. Tali film davano buoni risultati come strato sacrificale per il rilascio di piccoli frammenti di polimeri dalla superficie (utili per la tecnologia “cell backpacks”). Infine sono stati sviluppati e caratterizzati idrogel mucinici tridimensionali. BIOMUC ha creato strutture nanoporose testate per il rilascio prolungato di farmaci sia idrofobi che idrofili. L'antibiotico polimixina, idrofilo e caricato positivamente, interagiva con l'idrogel mucinico e veniva rilasciato lentamente lungo un periodo di una settimana. Il farmaco anticancro paclitaxel, idrofobo e non caricato, si legava bene all'idrogel mucinico, e mostrava un tasso di rilascio ancora più lento. Al contrario, le molecole non interagenti (destrano e acido poliglutammico) venivano rilasciate dal gel velocemente. I risultati di BIOMUC hanno dimostrato che gli idrogel a base di mucine presentano un buon potenziale per il rilascio mirato dei farmaci. Per la loro stabilità e la repulsione di determinate cellule e particelle, le mucine potrebbero anche venire sviluppate per l'ingegneria dei tessuti.
Parole chiave
Mucina, biomateriali, epiteliale, gel mucinici, molecole bioattive
