Le nanoparticelle che proteggono le cellule / The nanoparticles that protect cells
Le nanoparticelle che proteggono le cellule / The nanoparticles that protect cells
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Soluzione nanotecnologica per le malattie da stress ossidativo
Le nanoparticelle di ossido di cerio (nanoceria), utilizzate attualmente in vari campi industriali, sarebbero in grado di proteggere le cellule dallo stress ossidativo e quindi in previsione dalle diverse patologie correlate, in particolare il cancro.
È questa la scoperta di un gruppo di ricercatori dell’Università Roma Tor Vergata - in collaborazione con l’Istituto BioLink di Roma e l’International Research Center for Materials Architectonics (MANA) di Tsukuba, in Giappone - evidenziata in uno studio pubblicato recentemente sulla rivista scientifica ACS Nano. I risultati sono molto promettenti per l'uso di particelle di nanoceria anche nella medicina rigenerativa.
I nanomateriali, utilizzati recentemente in diversi campi, vengono sempre più spesso esaminati per il loro potenziale interesse biomedico.
È il caso da questo studio. La ricerca ha esaminato le nanoparticelle di ossido di cerio (nanoceria), utilizzate attualmente in diverse applicazioni industriali per le loro particolari proprietà di immagazzinare e rilasciare ossigeno in modo reversibile. “Abbiamo coltivato le cellule staminali a contatto con dosi diverse di nanoceria per un giorno, - spiega il prof. Enrico Traversa, ordinario in Scienza e tecnologia dei materiali all’Università Roma Tor Vergata - poi l'ossido è stato lavato via, e successivamente le cellule sono state trattate con acqua ossigenata dopo 1, 3 e 7 giorni. Risultato? Le cellule trattate con la nanoceria sono in gran parte sopravvissute allo stress ossidativo, al contrario delle cellule non trattate, pur non essendo più in contatto diretto con le nano particelle”.
"Quello che succede – continua Traversa - è che alcune particelle di nanoceria sono internalizzate dalle cellule, la loro presenza non disturba la vitalità cellulare né modifica il tipo cellulare (le cellule restano staminali e sono ancora multipotenti, cioè in grado di differenziarsi in modo diverso a seconda dell'ambiente), ma sono in grado di combattere lo stress ossidativo quando questo si manifesta. É un risultato molto interessante perché apre la prospettiva dell'uso della nanoceria come farmaco per la protezione dalle malattie dipendenti dallo stress ossidativo. La protezione inoltre dura per almeno una settimana, un tempo molto lungo se paragonato all’effetto degli antiossidanti canonici, probabilmente grazie all’effetto catalitico di rigenerazione delle proprietà della nanoceria”.
I ricercatori nel loro studio (consultabile al link http://pubs.acs.org/doi/pdf/**10.1021/nn2048069) hanno dimostrato che le nanoparticelle di ossido di cerio, un composto cosiddetto "inorganico", sono in grado di proteggere le cellule progenitrici cardiache (staminali) da stress ossidativo. Normalmente il metabolismo cellulare produce specie reattive di ossigeno (ROS, “Reactive Oxygen Species”, tra le quali ci sono i noti radicali liberi), la cui presenza è fondamentale per la salute delle cellule, ma la loro concentrazione deve essere mantenuta in equilibrio. Concentrazioni eccessive sono implicate nella patogenesi di numerose malattie correlate, come il cancro, il Parkinson, l’Alzheimer, le disfunzioni cardiovascolari, condizioni infiammatorie, il morbo di Crohn, la cataratta, il diabete, l’artrite reumatoide. Le recenti ricerche condotte dal team hanno dimostrato che le nanoparticelle di ossido di cerio potrebbero mantenere nelle cellule la corretta concentrazione di specie reattive di ossigeno, eliminando l’eccesso delle specie ossidanti, che altera l’equilibrio fisiologico e provoca l’insorgenza delle malattie.
I ricercatori nel loro studio (consultabile al link http://pubs.acs.org/doi/pdf/**10.1021/nn2048069
The cerium oxide nanoparticles (nanocarriers), currently used in various industrial fields, would be able to protect the cells from oxidative stress and therefore in anticipation of the different correlated pathologies, in particular cancer.
This is the discovery of a group of researchers at the University of Rome Tor Vergata - in collaboration with the BioLink Institute in Rome and the International Research Center for Materials Architectonics (MANA) in Tsukuba, Japan - highlighted in a study recently published on the scientific journal ACS Nano. The results are very promising for the use of nanocar particles also in regenerative medicine.
Nanomaterials, recently used in various fields, are increasingly being examined for their potential biomedical interest.
It is the case from this study. The research examined the cerium oxide nanoparticles (nanocarriers), currently used in various industrial applications due to their particular properties of reversibly storing and releasing oxygen. "We have grown stem cells in contact with different doses of nanoceria for one day, - explains prof. Enrico Traversa, Professor of Science and Technology of Materials at the University of Rome Tor Vergata - then the oxide was washed away, and subsequently the cells were treated with hydrogen peroxide after 1, 3 and 7 days. Result? Cells treated with nanoceria have largely survived oxidative stress, unlike the untreated cells, although they are no longer in direct contact with the nano particles ".
"What happens - continues Traversa - is that some particles of nanoceria are internalized by the cells, their presence does not disturb the cellular vitality or modify the cellular type (the cells remain stem cells and are still multipotent, ie able to differentiate themselves differently depending on the environment), but they are able to fight oxidative stress when it occurs.It is a very interesting result because it opens the prospect of the use of nanocar- dy as a drug for the protection against diseases due to oxidative stress. lasts for at least a week, a very long time compared to the effect of canonical antioxidants, probably thanks to the catalytic effect of regeneration of the properties of nanoceria ".
The researchers in their study (available at http://pubs.acs.org/doi/pdf/**10.1021/nn2048069) have shown that the cerium oxide nanoparticles, a so-called "inorganic" compound, are able to protect cardiac progenitor cells (stem cells) from oxidative stress. Normally cellular metabolism produces reactive oxygen species (ROS, "Reactive Oxygen Species", among which there are known free radicals), whose presence is essential for the health of cells, but their concentration must be kept in balance. Excessive concentrations are implicated in the pathogenesis of many related diseases, such as cancer, Parkinson's, Alzheimer's, cardiovascular dysfunction, inflammatory conditions, Crohn's disease, cataracts, diabetes, rheumatoid arthritis. Recent research conducted by the team has shown that cerium oxide nanoparticles could maintain the correct concentration of reactive oxygen species in cells, eliminating the excess of oxidizing species, which alters the physiological balance and causes the onset of diseases.
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