La nanotecnologia ricorre alla natura per i biomateriali futuri
I chitosani sono una classe flessibile di biopolimeri con proprietà strutturali superiori e ingredienti attivi naturali per attività di biocontrollo positivo. Ma sono ancora miscele non chiaramente definite, si spiega quindi la mancanza di riproducibilità nelle applicazioni biomediche e farmaceutiche che preclude il potenziale di successo nell'uso commerciale. Il progetto Nanobiosaccharides (Nanotechnologies for bio-inspired polysaccharides: biological decoys designed as knowledge-based, multifunctional biomaterials) si è concentrato sulle applicazioni mediche e farmacologiche dei chitosani caratterizzati su nanoscala e sulle nanoparticelle basate su chitosani e sugli idrogel fisici. L'approccio del progetto si basava sullo sviluppo di richiami biologici basati su polisaccaridi presenti in natura. Ispirato a un materiale naturale, un richiamo somiglia in parte a una struttura naturale, ma non la copia o imita solamente. L'aspetto positivo è che si può usare per suscitare solo gli elementi desiderati di una certa reazione naturale senza reazioni avverse negative. I polisaccaridi sono molecole che trasportano informazioni e rappresentano una classe versatile e differenziata di biopolimeri. Per comprendere approfonditamente dal punto di vista molecolare le loro attività biologiche e la loro composizione complessa e diversificata, l'analisi e la sintesi diventano molto impegnative. Ma la nanotecnologia potrebbe offrire un'analisi e una manipolazione potenziate a livello molecolare, di nanoscala e forse anche di singole molecole. Il progetto finanziato dall'UE puntava a usare nanotecnologie e biotecnologie per produrre, modificare e caratterizzare i polisaccaridi bioispirati di nuova generazione. Le conoscenze ottenute con queste attività puntano a renderli utili come biomateriali sostenibili, ecocompatibili e sicuri per i consumatori. I ricercatori di Nanobiosaccharides hanno creato chitosani, nanoparticelle e idrogel usando procedure chimiche ed enzimatiche avanzate con note modalità di azione, ottenendo prodotti con proprietà fisico-chimiche definite e attività biologiche. I risultati dello studio hanno consentito di formulare una legge universale di comportamento per i polisaccaridi polielettroliti in soluzioni acquose. È così possibile comprendere meglio le soluzioni di polisaccaridi, le nanoparticelle e gli idrogel fisici per poter sviluppare applicazioni affidabili basate sulle conoscenze nelle scienze dei materiali e biologiche. Altre attività del progetto hanno assunto un approccio applicato allo studio delle proprietà biologiche delle particelle di polisaccaridi e all'analisi della loro capacità come vettori di farmaci, geni o vaccini. I partner di Nanobiosaccharides sono quindi riusciti a identificare i tipi di nanoparticelle più promettenti per diverse applicazioni. Comprendendo meglio i rapporti struttura-funzione si potrà promuovere lo sviluppo di nanoparticelle create con chitosani di richiamo. Si potranno così superare gli ostacoli biologici per favorire la somministrazione di farmaci complessi. Il lavoro sulla nanostrutturazione enzimatica dei polisaccaridi ha fornito la prova del principio che le loro attività biologiche e forse anche le proprietà fisico-chimiche dipendono dalla nanostruttura. Il progetto Nanobiosaccharides ha ottenuto molti successi nella ricerca fondamentale e nello sviluppo applicato, con attività del progetto e risultati utilizzabili pubblicati in riviste scientifiche internazionali. Aprendo la strada allo sviluppo di nanotecnologie adatte ai polisaccaridi, l'UE può avanzare rapidamente in questo settore promettente di materiali funzionali bioispirati.
