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lunedì 7 settembre 2009

Nanotecnologie, drug delivery, nanoshell.


Le nanotecnologie applicate alla medicina si occupano di tutte quelle conoscenze e applicazioni che abbiano un utilizzo medico e farmacologico nell'ordine di grandezza dei nanometri.
Gli approcci nanotech, in questo settore, vanno dall'uso medico dei nanomateriali, alla formulazione di nuovi sistemi per la somministrazione dei farmaci, ai biosensori nanotecnologici, al possibile utilizzo, nel medio periodo, della nanotecnologia molecolare.
Molte sono le ricerche sperimentali per la produzione e la caratterizzazione di nanoparticelle che ricoperte con polimeri biocompatibili possano diventare dei carrier efficienti da utilizzare nel drug delivery.
Il drug delivery è lo sviluppo di sistemi alternativi di indirizzamento dei farmaci nell’organismo, avente l’obiettivo di circoscriverne l’effetto biologico su una determinata tipologia di cellule, migliorando l’efficacia e riducendo la tossicità di una terapia.
Quindi il drug delivery rappresenta una delle opportunità più rilevanti per la somministrazione alternativa di farmaci, destinati a quei malati cronici che necessitano di dosi massicce e continue di medicinale, subendo i negativi effetti collaterali derivanti dal loro utilizzo prolungato.
La somministrazione di farmaci, tramite sistemi nanotecnologici di rilascio del farmaco, permette di ottenere vantaggi rispetto alle terapie farmacologiche convenzionali, infatti, l'intero quantitativo di farmaco necessario per una terapia sarà somministrato in una sola volta ed in un modo controllato.
Un altro vantaggio è la possibilità di indirizzare il rilascio del farmaco solamente in una specifica zona del nostro corpo, evitando il contatto potenzialmente nocivo tra il farmaco e gli organi non interessati.
E’ importante analizzare più da vicino i possibili carrier da utilizzare nei sopra descritti processi di drug delivery, infatti, nanosistemi basati su nanoparticelle di oro, di silice, o di ossidi di ferro insieme a dendrimeri (molecole molto ramificate, caratterizzate per la loro perfezione strutturale) e nanoparticelle polimeriche hanno una grande potenzialità come sistemi multivalenti per un impiego sia diagnostico che terapeutico.
Il chiosano, ad esempio, è un polimero di origine naturale derivato per deacetilazione alcalina dalla chitina, ed è stato recentemente proposto quale materiale per il rilascio controllato di farmaci attraverso le mucose, o come altro esempio, ci sono i globuli rossi che potranno essere usati come carrier biologici, sviluppando efficaci sistemi di targeting e delivery di farmaci.
In alternativa si studiano le nanoshell multistrato che sono costituite da un nucleo di silice ricoperto da un sottile guscio dorato. La dimensione, la forma e la composizione delle nanoshell determinano in esse particolari proprietà ottiche che le fanno rispondere a specifiche lunghezze d'onda.
La terapia fototermica sfrutta le nanoshell per convertire la luce in calore, distruggendo in questo modo le cellule cancerose vicine, visto che il calore, molto localizzato, non colpisce i tessuti sani adiacenti al tumore.
In altre parole questi nano-gusci sono realizzati da un nocciolo sferico e da un dielettrico di ossido di silicio, aventi entrambe dimensioni nell’ordine dei nanometri. Il nocciolo è racchiuso in un guscio di oro, dello spessore di alcuni nanometri, che può essere in fase progettuale opportunamente costruito in modo da risuonare con la radiazione della luce incidente nella regione spettrale dell’infrarosso-vicino. In questa regione dello spettro la luce è assolutamente innocua, penetra profondamente nei tessuti e riscalda in modo selettivo le nanoshells irradiate, provocando l’ablazione termica del tessuto con il quale sono a contatto.
Sapendo che l’indice terapeutico (TI) di un farmaco è il rapporto tra il suo beneficio per una data prescrizione, e gli effetti collaterali indesiderati, è possibile mettere in atto su questi nanovettori strategie multiple e simultanee di destinazione, che consentono un guadagno cumulativo nella localizzazione, e la potenziale capacità di raggiungere la soglia desiderata di aumento del TI.
In altri termini, le probabilità di localizzazione di una lesione attraverso meccanismi differenti sono additive, quindi il fatto che la progettazione di nanovettori possa trarre, nello stesso tempo, vantaggi da diversi meccanismi, li rende una strategia terapeutica potenzialmente vantaggiosa.
L'obiettivo di realizzare dispositivi innovativi come i sistemi di drug delivery basati su nanocarrier rappresentati da nanoparticelle (il chiosano) o da nanocapsule (le nanoshell ) o di progettare "micro lab-on-chip" interattivi e controllabili da remoto, in grado di raccogliere e trasmettere dati, ed essere attivi come strumenti di cura dall’interno del corpo del paziente, dimostra l’enorme potenzialità delle conoscenze consolidate nel campo delle nanotecnologie terapeutiche, diagnostiche e farmaceutiche.