Le nanotecnologie sono sempre più importanti perché aprono la strada a nuove possibilità in vari ambiti. Cosa accade quando le nanotecnologie incontrano la medicina?Iniziamo oggi un viaggio alla scoperta della nanomedicina. L’utilizzo di bio-nanomateriali offre grandi opportunità sia da un punto di vista diagnostico che da un punto di vista terapico, ed è di quest’ultimo che oggi introduciamo uno tra gli esempi più significativi: il drug delivery.

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Nanoparticella che rilascia il carico. Credit: Codeline

L’utilizzo di medicinali è oramai quotidiano e spesso ci si scorda che anche una semplice Aspirina ha effetti collaterali. Ma se parliamo di un farmaco antitumorale, subito il nostro pensiero va agli effetti negativi che il suo uso comporta sulle cellule sane. Questo è il motivo per il quale la ricerca di antitumorali punta sempre più verso una cura specifica e selettiva per le cellule malate, in modo da ridurre il più possibile le conseguenze negative sulle cellule sane.

In quest’ambito il “drug delivery” consiste nello sviluppo di sistemi per indirizzare i farmaci nell’organismo circoscrivendo l’effetto biologico solo alla zona desiderata, evitando che le cellule sane subiscano lo stesso trattamento. Gli antitumorali sono un esempio di applicazione della ricerca in questo ambito, ma non è l’unico.

Tra i sistemi maggiormente utilizzati per trasportare una molecola di farmaco attraverso l’organismo, troviamo l’impiego di nano-particelle. Per comprendere il funzionamento di questi nano- vettori, si provi a pensare a una navicella spaziale di cui è possibile personalizzare alcune caratteristiche, quali la composizione, le dimensioni, la forma, e di cui è possibile deciderne esattamente la destinazione e dare il comando per sganciare il carico che porta a bordo. La navicella può essere sensibile alla presenza o assenza di particolari stimoli e condizioni dell’ambiente in cui si trova, quindi può reagire rilasciando il carico solo al loro verificarsi. Conoscendo le caratteristiche del “target” (bersaglio) è possibile progettare il sistema di drug delivery più adatto.

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Esempi di nanoparticelle

I vantaggi derivanti dall’impiego di nanovettori in medicina sono vari perché permettono di ottenere un rilascio controllato del farmaco. La medicina può essere trasportata fino a un luogo preciso, a differenza delle applicazioni convenzionali che mancano di selettività e quindi comportano effetti collaterali. Inoltre, se l’applicazione avviene soltanto nella zona che la richiede, saranno sufficienti dosaggi minori. Le dimensioni delle particelle e le caratteristiche della loro superficie possono essere manipolate, così come è possibile manipolare il rilascio controllato e la degradazione delle particelle scegliendo una matrice piuttosto che un’altra.

Ci sono molti esempi di nanoparticelle studiate per impieghi in questo ambito, alcune sono riportate nella figura qui sopra. La consegna del carico può sfruttare due meccanismi: un meccanismo attivo, come ad esempio l’utilizzo di ligandi di riconoscimento o la manipolazione di stimoli (pH, temperatura) e un meccanismo passivo, come l’effetto EPR (enhanced permeability and retention effect) che si verifica nei tessuti tumorali.

In generale, un buon vettore per la veicolazione di farmaci deve essere biocompatibile e non tossico, deve proteggere il carico durante il tragitto, accumularsi nella zona desiderata ed essere sensibile agli stimoli presenti.

L’utilizzo delle conoscenze in nanotecnologia sembra avere enormi potenzialità in ambito medico, aprendo numerose possibilità per cure sempre più specifiche e selettive. È notevole come strutture estremamente piccole possano offrire innumerevoli possibilità.

Laura Squarcia è laureata in Scienze e tecnologie dei bio e nanomateriali all’Università Ca’ Foscari di Venezia. Attualmente è dottoranda in Nanotecnologie all’Università degli studi di Trieste. Siamo felici di annunciarvi che collabora con Tom’s Hardware per la produzione di contenuti scientifici.