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Il gel high-tech che trasporta i farmaci

Dei farmaci sperimentali, in grado di ostacolare la produzione di proteine indesiderate, a rilascio duraturo grazie un materiale altrettanto innovativo. È ciò su cui stanno lavorando dei ricercatori della University of Illinois di Chicago (Stati Uniti) e di altri centri. Il team ha adottato una nuova strategia per controllare in maniera più efficace il rilascio del farmaco, un approccio “promettente” per la “rigenerazione dei tessuti e le terapie”, come sottolineano gli scienziati coinvolti. I risultati delle loro sperimentazioni sono stati pubblicati su Science Advances.

Rna vs proteine nocive

I farmaci di ultima generazione sono frammenti di Rna, l’acido ribonucleico responsabile della sintesi delle proteine e in grado di trasferire l’informazione contenuta nel Dna per la sintesi di una specifica proteina. In particolare i farmaci sono piccoli Rna interferenti, pezzi di acido ribonucleico capaci di interferire con la produzione di proteine. Questa capacità ha attirato l’attenzione dei ricercatori dal momento che potrebbe rappresentare un potente strumento terapeutico, per migliorare diverse patologie e promuovere la regolazione dei tessuti, ad esempio inibire i geni che promuovono l’insorgenza dei tumori o la produzione di proteine indesiderate, che possono influenzare negativamente la rigenerazione dei tessuti.

Le sperimentazioni sono diverse ma la loro effettiva utilizzazione è un percorso a ostacoli. Sono diversi infatti gli impedimenti alla possibilità di ottenere una risposta cellulare ottimale o duratura, o a scongiurare gli effetti indesiderati nei tessuti che non sono un bersaglio di questi farmaci. Inoltre i piccoli Rna interferenti tendono a deteriorarsi rapidamente nell’organismo rendendo inefficace il trasporto e le sue molecole possono incontrare difficoltà a entrare nelle cellule dove dovrebbero agire. C’è dunque bisogno di strategie che possano aggirare questi ostacoli.

Biomateriali e farmaci

In passato si è provato ad associare le molecole di Rna interferente ad altri materiali allo scopo di formare delle nanoparticelle che le aiutassero a evitare il deterioramento e dunque a far arrivare il farmaco alle cellule. Tuttavia i farmaci incorporati nelle nanoparticelle tendevano ad avere bassi tassi di successo, non riuscendo sistematicamente a raggiungere le cellule; per questo motivo erano necessarie più dosi del farmaco per avere l’effetto desiderato ma aumentando, al contempo, il rischio di effetti collaterali avversi.

Il ricercatore Eben Alsberg e i suoi colleghi hanno utilizzato un veicolo fatto di idrogel per trasportare questi frammenti di piccoli Rna interferenti direttamente al sito in cui sono necessari. L’idrogel è formato da polimeri, ovvero molecole di grandi dimensioni, ed è un biomateriale utilizzato, ad esempio, per la creazione di protesi ma anche come supporto con cui far crescere delle cellule per la produzione artificiale dei tessuti. Una sua caratteristica fondamentale è il fatto di essere idrofilo, è cioè in grado assorbire acqua. Il valore clinico dell’idrogel è dunque rilevante.

In precedenti studi si è utilizzato un idrogel per trasportare i farmaci a specifiche aree dell’organismo. Un limite era rappresentato dal rapido rilascio del farmaco, una sorta di ‘scarica’ iniziale e non molto altro. Per controllare l’azione del farmaco Alsberg e gli altri ricercatori hanno  modificato chimicamente l’idrogel: hanno accoppiato al piccolo Rna interferente un connettore che può deteriorarsi nell’organismo. A contatto con un ambiente a base di acqua, proprio come un organismo biologico, l’acqua spezza il connettore tra l’Rna e l’idrogel permettendo al farmaco di agire.

In questo modo il rilascio del farmaco viene prolungato rispetto a quello delle molecole semplicemente intrappolate fisicamente nell’idrogel: “Così possiamo essere in grado di usare questa tecnologia in futuro per, ad esempio, prevenire la produzione di proteine che sono note per promuovere alcune patologie o per aiutare a trasformare cellule staminali in cellule di cui si ha bisogno per riparare tessuti danneggiati come ossa o cartilagini”, spiega Alsberg.

 

Foto: © Sergey Nivens - Fotolia.com

 

di red.
Pubblicato il 05/09/2019