Liposomes and carbon-based nanoparticles: how do they interact with cerebral cells?
Nanoparticelle lipidiche e di carbonio: come interagiscono con le cellule cerebrali?
Corinne Portioli (1, 2), Cyrill Bussy (2), Mariarosa Mazza (2), Neus Lozano Valdes (2), Dhifaf Jasim (2), Marina Bentivoglio (1) and Kostas Kostarelos (2)
(1) Dept. of Neurological and Movement Sciences, University of Verona, Verona, Italy
(2) Nanomedicine Laboratory, Faculty of Medical & Human Sciences and National Graphene Institute, University of Manchester (UK)
Negli ultimi anni sono stati compiuti notevoli progressi nell'applicazione delle nanotecnologie alla biomedicina, in particolare per approcci diagnostici e terapeutici. Tra le molteplici patologie cui le nanotecnologie possono essere applicate, particolare interesse hanno destato nuove prospettive per il trattamento di malattie neurologiche. La possibilità, infatti, di utilizzare nanoparticelle (NP) come veicoli di molecole farmacologicamente attive per il superamento della barriera emato-encefalica o per somministrazioni intracerebrali (dati i continui progressi della chirurgia stereotassica) può fornire terapie alternative rispetto a quelle convenzionali. Tuttavia, l’interazione di NP con il tessuto cerebrale, che rappresenta un aspetto di fondamentale importanza, rimane largamente da chiarire. In tale ambito, il nostro studio si è rivolto alla valutazione sperimentale, nel topo, della risposta neuroinfiammatoria evocata dalla somministrazione di NP di diversa natura chimico-fisica. Abbiamo confrontato nanosistemi già ampiamente studiati, quali i liposomi, con nanomateriali innovativi a base di carbonio, quali i carbonanotubi ed il grafene. In seguito a somministrazioni intracerebrali, abbiamo osservato che a diversi intervalli temporali (1, 2 e 7 giorni), la risposta molecolare neuroinfiammatoria, espressa come variazione dell’espressione genica di citochine infiammatorie, e la risposta cellulare (morte neuronale e attivazione di astrociti e microglia) sono solo debolmente e transitoriamente indotte da nanomateriali a base di carbonio paragonati con i liposomi. Sulla base di questi dati, i nanomateriali di carbonio sembrano rappresentare candidati di particolare interesse per la veicolazione di farmaci all’interno del sistema nervoso centrale. Rimangono da indagare meccanismi di clearance di questi nanocomposti e il loro andamento temporale.
