Alcuni ricercatori aprono un pertugio nella barriera protettiva del cervello per la somministrazione di farmaci
Il cervello dispone di un intero arsenale di armi per proteggersi dai danni, tra cui il liquido cerebrospinale, una membrana protettiva e, naturalmente, il cranio per difendersi da lesioni fisiche. Tuttavia, per tutelarsi da patogeni e tossine che provocano malattie nel sangue, il cervello fa affidamento su un sistema speciale di cellule: la barriera emato-encefalica. Questa barriera funge da confine tra i vasi sanguigni e il tessuto cerebrale, non solo schermando il cervello da sostanze tossiche nel flusso sanguigno, ma anche fornendogli sostanze nutritive. Ciononostante, è proprio la sua efficacia nell’ostacolare la penetrazione di sostanze indesiderate nel cervello che rende così difficile l’attraversamento dei farmaci, trasformando in una sfida il trattamento di malattie cerebrali e del sistema nervoso centrale. Alcuni ricercatori sostenuti in parte dal progetto V-EPC, finanziato dall’UE, hanno scovato un nuovo modo di aprire temporaneamente la barriera emato-encefalica al fine di somministrare farmaci al cervello. La loro tecnica si avvale della luce e di nanoparticelle per separare le fitte giunzioni create dalle cellule strettamente incuneate dei capillari della barriera emato-encefalica, affinché il farmaco possa attraversare la barriera e raggiungere il proprio obiettivo.
Trattamenti potenziali
Il gruppo di ricercatori provenienti da Irlanda, Italia e Stati Uniti ha impiegato i topi per dare prova del nuovo metodo, illustrato nello studio pubblicato sulla rivista «Nano Letters». Secondo un comunicato stampa pubblicato sul sito web «ScienceDaily», l’autore corrispondente dello studio, Zhenpeng Qin, dell’Università del Texas a Dallas (UT Dallas), ritiene che l’approccio potrebbe condurre a trattamenti per i tumori al cervello e della malattia di Lou Gehrig. Inoltre, potrebbe contribuire al recupero dall’ictus e permettere la terapia genica. Tuttavia, richiede ulteriori sviluppi e verifiche prima di poter essere esteso agli esseri umani. «Gli approcci tesi al miglioramento della permeabilità della barriera emato-encefalica sono fondamentali per fare progredire le terapie per le malattie del sistema nervoso centrale», sostiene nello stesso comunicato stampa Xiaoqing Li, dottoranda in ingegneria biomedica presso l’UT Dallas e co-autrice principale dello studio. Durante lo studio, i ricercatori hanno sintetizzato nanoparticelle d’oro, coniugandole con l’anticorpo BV11 per prendere di mira le giunzioni strette. In seguito, hanno iniettato per via endovenosa virus adeno-associati, utilizzati nella terapia genica, e applicato la stimolazione laser. Il risultato dimostra che i virus adeno-associati hanno attraversato la barriera emato-encefalica, infettando il 64 % dei neuroni presenti nell’emisfero destro con l’eccitazione laser. Ciò dimostra che la stimolazione laser transcranica della durata di picosecondi delle nanoparticelle d’oro dopo l’iniezione endovenosa fa sì che la barriera diventi più permeabile. L’azione di applicare impulsi laser per l’attivazione delle nanoparticelle «genera una minuscola forza meccanica che apre temporaneamente la barriera in modo che il farmaco possa a penetrare nel flusso sanguigno e nel cervello», spiega Li. Eppure, questa azione non provoca danni alla barriera né ha effetti negativi sulla contrazione e sulla dilatazione dei vasi sanguigni. Un altro studio sostenuto dal progetto V-EPC (Inherited disfunctions of brain microcirculation) descrive la formazione di cavernomi, ossia raggruppamenti di vasi sanguigni anomali che si creano nel cervello e nel midollo spinale dei topi. Lo studio offre un modello preclinico di topo per lo sviluppo di nuovi farmaci per il trattamento di emorragie gravi nel cervello e nel midollo spinale provocate dai cavernomi. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista «iSciences». Per maggiori informazioni, consultare: progetto V-EPC
Parole chiave
V-EPC, cervello, sangue, barriera emato-encefalica, sistema nervoso centrale, nanoparticella, impulso laser