C'è un crescente interesse nell'uso della nanotecnologia e degli ingestibili in medicina. Sensori ingeribili non invasivi che misurano i segni vitali, così come i dispositivi ingeribili che rendono le procedure più confortevoli, ora stanno diventando mainstream. Un'altra area importante di progresso nelle nanotecnologie è lo sviluppo di nanoparticelle che possono trasportare farmaci e mirare a specifiche cellule o tessuti.
Questi "droni" nano biodegradabili hanno un enorme potenziale in diverse aree della medicina. Sono già stati introdotti in oncologia e utilizzati per indebolire le difese delle cellule tumorali nei modelli murini. Nel 2015, gli esperti di malattie cardiache hanno anche utilizzato la nanotecnologia per fornire farmaci e riparare arterie , aprendo la strada per il trattamento dell'aterosclerosi in un modo nuovo, possibilmente prevenendo infarti e ictus.
Usando la nanotecnologia per risolvere l'infiammazione
Uno studio su modelli animali, pubblicato su Science Translational Medicine , ha riportato che i droni di dimensioni nanometriche possono essere efficaci nella ristrutturazione della placca aterosclerotica, rendendo la placca più stabile e meno probabile a rompere e trasformarsi in un coagulo di sangue potenzialmente letale. I ricercatori della Harvard Medical School, della Brigham and Women's Hospital e della Columbia University hanno progettato nanomedicine progettate per trasportare sostanze anti-infiammatorie direttamente sul sito target.
L'infiammazione non risolvente è un fattore importante nella progressione delle lesioni aterosclerotiche.
Quando si utilizzavano nano droni che contenevano sostanze terapeutiche ricavate dall'allegato A1 della proteina antinfiammatoria propria del corpo, un miglioramento significativo è stato ottenuto nei topi con aterosclerosi avanzata. Non solo l'infiammazione si è ridotta, anche le arterie dei topi sono state riparate, un componente del trattamento che è unico per questa nuova forma di terapia.
La riparazione delle arterie coronariche danneggiate può essere molto importante per la prevenzione degli attacchi cardiaci e potrebbe anche frenare il numero di decessi derivanti dall'aterosclerosi, che è attualmente una delle principali cause di malattia e morte negli Stati Uniti. È stato ipotizzato che il processo innovativo dovrebbe presto essere messo a punto e testato sugli esseri umani, offrendo un modo eccitante per trattare l'infiammazione con un rilascio mirato e localizzato di peptidi.
I ricercatori della Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, hanno descritto un altro metodo rivoluzionario nel trattamento dell'infiammazione mediante nanotecnologia. Hanno sviluppato un sistema di nanoparticelle leganti il collagene che può essere usato per trattare la malattia delle arterie periferiche. Questo nuovo metodo utilizza nanoparticelle che si legano al collagene e liberano i peptidi anti-infiammatori. Queste nanoparticelle possono anche ridurre l'infiammazione e promuovere la rigenerazione dei tessuti lesi.
Riparazione di ferite epiteliali con nanoparticelle
La riparazione delle ferite è un'altra area terapeutica in cui le nanoparticelle possono essere applicate con successo per facilitare il processo di guarigione spesso difficile. Giovanna Leoni e colleghi della Emory University hanno utilizzato il rilascio sistemico di nanoparticelle contenenti annessina proteica naturale A1 alla mucosa intestinale danneggiata.
La lesione cronica della mucosa è una caratteristica di molte condizioni infiammatorie dell'intestino, tra cui la colite ulcerosa e la malattia di Crohn - condizioni che colpiscono circa 1,6 milioni di americani. Un recente studio sui topi ha dimostrato che il rilascio mirato di sostanze anti-infiammatorie migliora il processo di guarigione del tessuto ferito e promuove la riparazione della lesione epiteliale. Nel loro articolo, pubblicato sul Journal of Clinical Investigation , gli autori suggeriscono che la consegna locale di peptidi incapsulati all'interno di nanoparticelle potrebbe essere una nuova strategia terapeutica per le persone affette da malattia infiammatoria intestinale (IBD).
C'è stato anche un certo interesse nello sviluppo di nanoparticelle naturali che possono aiutare a trattare condizioni come la IBD. Una nanoparticella derivata dallo zenzero commestibile è stata utilizzata con successo in uno studio condotto da MingZheng Zhang della Georgia State University, Atlanta. Le nanoparticelle naturali potrebbero potenzialmente ridurre al minimo le difficoltà associate alla produzione di sostanze chimiche sintetiche.
Medicazione Nanomesh per ferite croniche
Un altro possibile uso della nanotecnologia è stato dimostrato da Martina Abrigo e dal suo team di ricercatori presso la Swinburne University of Technology in Australia. Abrigo sta esplorando applicazioni esterne di minuscole particelle per curare ferite croniche infette. Ha creato una rete di fibre di polistirolo elettrofilate progettate per attirare i batteri dalla ferita. Il nanorete offre condizioni ottimali di crescita per batteri come Staphylococcus Aureus ed Escherichia Coli , quindi sono attratti dalla rete, lasciando pulita la ferita. La risposta batterica a maglie di diversi diametri di fibre è stata testata attraverso una combinazione di microscopia elettronica a scansione e microscopia confocale.
I batteri erano specificamente attratti da fibre che avevano approssimativamente le stesse dimensioni di loro. I risultati, pubblicati su ACS Applied Materials and Interfaces , suggeriscono che le nanofibre elettrofilate potrebbero essere un nuovo modo di controllare le ferite infettate da batteri comuni. Finora, gli scienziati hanno condotto solo esperimenti in vitro ed esperimenti su modelli di tessuto attraverso la pelle. Tuttavia, si prevede che nel prossimo futuro verranno eseguiti test simili su tessuti viventi per valutare il potenziale di questo nuovo approccio. Gli studi in vivo sono già stati condotti con alcuni altri tipi di medicazioni per ferite da nanoparticelle, ad esempio nanoparticelle di argento con un certo successo.
> Fonti:
> Abrigo M, Kingshott P, diametro della fibra di polistirene di McArthur S. Electrospun che influenza l'attacco batterico, la proliferazione e la crescita. ACS Applied Materials and Interfaces , 2015; 7 (14): 7644-7652.
> Fredman G, Spolitu S, Perretti M, et al. Le nanoparticelle mirate contenenti il peptide proresolente Ac2-26 proteggono dall'aterosclerosi avanzata nei topi ipercolesterolemici. Science Translational Medicine , 2015; 7 (275).
> Leoni G, Neumann P, Reutelingsperger C, et al. L'annessina A1 'che contiene vescicole extracellulari e nanoparticelle polimeriche promuove la riparazione delle lesioni epiteliali. Journal of Clinical Investigation , 2015; 125 (3): 1215-1227.
> McMasters J, Panitch A. Articolo a lunghezza intera: le nanoparticelle leganti il collagene per la somministrazione di peptidi antinfiammatori extracellulari diminuiscono l'attivazione piastrinica, promuovono la migrazione endoteliale e sopprimono l'infiammazione. Acta Biomaterialia , 2017; 49: 78-88.
> Zhang M, Viennois E, Merlin D, et al. Nanoparticelle commestibili allo zenzero: un nuovo approccio terapeutico per la prevenzione e il trattamento delle malattie infiammatorie intestinali e dei tumori associati alla colite. Biomateriali , 2016; 101: 321-340.