Possibile contributo dei fitocomplessi a base nanotecnologica per prevenire la neurodegenerazione
I fitochimici sono composti chimici bioattivi prodotti naturalmente dalle piante. «Sebbene non si tratti di sostanze nutritive strettamente essenziali, molti composti fitochimici conferiscono proprietà benefiche a frutta, verdura, erbe aromatiche e altri prodotti di origine vegetale», spiega Sergiy Lyubchyk(si apre in una nuova finestra), coordinatore del progetto PhytoAPP(si apre in una nuova finestra), presso l’Università Lusófona(si apre in una nuova finestra), in Portogallo. Il progetto PhytoAPP, realizzato con il supporto del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), si è concentrato sui composti fitochimici poiché alcune molecole di origine vegetale sono potenzialmente in grado di proteggere le cellule dai processi correlati alle malattie neurodegenerative, quali lo stress ossidativo, l’infiammazione e l’aggregazione anomala delle proteine. Il progetto, finanziato dall’UE, si è concentrato sul miglioramento della stabilità, della solubilità e della biodisponibilità di questi composti con lo sviluppo di nuovi «fitomateriali» basati sulle nanotecnologie. «Grazie alla nanotecnologia, abbiamo colmato il divario tra un’idea scientifica ambiziosa e una prova di concetto per riprogettare composti fitochimici promettenti, ma di difficile utilizzo, e trasformarli in una forma più solubile in acqua e biologicamente rilevante», afferma Lyubchyk. «Ciò apre la strada alla possibilità di sviluppare in futuro prodotti a base di composti fitochimici per prevenire la neurodegenerazione».
Sviluppo di fitocomplessi idrosolubili a base nanotecnologica
Uno dei principali limiti di molti composti naturali promettenti per l’applicazione in ambito sanitario è la loro scarsa solubilità in acqua. Quando i composti non si sciolgono bene in acqua, è difficile per l’organismo assorbirli, trasportarli e utilizzarli in modo efficace. «La nostra soluzione è stata avvalerci della nanotecnologia per migliorare il comportamento in soluzione acquosa del componente fitochimico, pur preservandone o addirittura potenziandone la rilevanza biologica», spiega Lyubchyk. Il team ha progettato dei fitocomplessi in cui il fullerene C60(si apre in una nuova finestra), una struttura sferica di carbonio su scala nanometrica, interagisce con le molecole di diidroquercetina(si apre in una nuova finestra) di origine vegetale, migliorandone il comportamento e le proprietà funzionali in acqua. «La nanotecnologia è stata fondamentale per ripensare il modo in cui i complessi fitochimici possono essere formulati, stabilizzati e forse, in futuro, somministrati nei sistemi biologici», aggiunge Lyubchyk. Dopo aver ottimizzato questi complessi idrosolubili che combinano fullerene e complessi fitochimici, il team ne ha definito la struttura e le proprietà fisico-chimiche. Ciò ha compreso la caratterizzazione fisico-chimica dei materiali, le valutazioni in vitro della bioattività e della nanotossicità, i test di antiossidazione e citoprotezione e gli studi cinetici sulla formazione di fibrille amiloidi(si apre in una nuova finestra). I test relativi all’amiloide erano fondamentali, poiché in diverse malattie neurodegenerative si riscontra un’aggregazione anomala delle proteine. «I nostri fitocomplessi hanno allungato la fase di latenza della formazione delle fibrille amiloidi e ridotto la quantità totale di fibrille già formate», osserva Lyubchyk. Sono stati quindi condotti studi preclinici utilizzando modelli correlati all’Alzheimer e al Parkinson per valutare la sicurezza e l’idoneità dei fitocomplessi. I modelli hanno consentito al team di definire gli effetti biologici dei fitocomplessi, compresi gli aspetti comportamentali, istologici, molecolari e relativi alla barriera ematoencefalica, in sistemi rilevanti dal punto di vista patologico. «Ciò che abbiamo ottenuto è una formulazione convalidata come prova di concetto basata sul fitocomplesso C60–diidroquercetina. Abbiamo dimostrato che questo materiale, ancora in fase iniziale, merita di essere ulteriormente sviluppato e testato in vista di future applicazioni nel campo della medicina preventiva, dei nutraceutici o della biomedicina», afferma Lyubchyk.
All’avanguardia nell’assistenza sanitaria preventiva del futuro
I risultati ottenuti da PhytoAPP sostengono una serie di obiettivi dell’UE in materia di salute, tra cui lo sviluppo di soluzioni sanitarie innovative(si apre in una nuova finestra) volte a migliorare i risultati sanitari e la qualità della vita. I risultati contribuiscono inoltre alla ricerca sui materiali avanzati. Oltre alle formulazioni fitochimiche basate sulle nanotecnologie destinate ai prodotti sanitari, le probabili applicazioni future includono un impiego più ampio nella ricerca nutraceutica o biomedica e l’ulteriore sviluppo di nanomateriali sicuri sin dalla progettazione. «Sebbene la ricerca sia ancora in una fase preclinica o di prototipazione, ha fornito le basi scientifiche e tecnologiche per lo sviluppo di prodotti che in futuro potrebbero favorire un invecchiamento sano e strategie orientate alla prevenzione delle malattie neurodegenerative», osserva Lyubchyk. A tal fine, il team sta proseguendo il proprio lavoro di convalida, ampliando nel contempo la portata dei test preclinici per passare da un prototipo di laboratorio a un prodotto più maturo. Nel frattempo, sono in corso di valutazione anche le opzioni di commercializzazione, tra cui l’analisi dei requisiti normativi e la tutela dei diritti di proprietà intellettuale.