Meccanismi innovativi di trasporto attraverso la barriera ematoencefalica: peptidi e nanoparticelle

La barriera ematoencefalica (BEE) svolge un ruolo protettivo per il tessuto cerebrale, è impermeabile alla maggior parte delle molecole che non sono attivamente trasportate all’interno delle cellule, e permette la formazione di un unico ambiente extracellulare intorno alle cellule del Sistema Nervoso Centrale (SNC) la cui composizione è finemente controllata. Questo complesso sistema non permette a micro-organismi e sostanze tossiche di raggiungere il cervello, agendo in maniera molto efficace e facendo sì che le infezioni a carico del cervello siano più rare. Tuttavia, in alcune condizioni, questo aspetto rappresenta uno svantaggio, in quanto rende le infezioni cerebrali tra le più difficili da trattare. La BEE rende difficoltosa la penetrazione di farmaci nel cervello; da un lato impedisce che farmaci utilizzati nel trattamento di una patologia periferica agiscano anche a livello del sistema nervoso centrale, determinando effetti indesiderati; dall'altro, nel caso di patologie che riguardino proprio il tessuto cerebrale (meningite, sclerosi multipla, neuromielite ottica, Alzheimer), la difficoltà di farvi arrivare farmaci in concentrazioni adatte ad ottenere un'azione farmacologica è alla base della difficoltà di trattamento. Lo sviluppo di metodologie innovative per il trasporto di farmaci attraverso la BEE costituisce un’area di ricerca importante sia per la clinica che per l’industria farmaceutica, in quanto può portare all’uso di concentrazioni inferiori di farmaci con una notevole riduzione degli effetti collaterali, favorendo anche una rivalutazione di farmaci che erano stati scartati per la loro tossicità. Questo progetto si propone di realizzare nuovi sistemi di natura peptidica in grado di trasportare attraverso la BEE differenti classi di molecole, dal farmaco all’agente da utilizzare per la diagnostica, alla nanoparticella biodegradabile funzionalizzata opportunamente. Tali sistemi saranno molto utili non solo per determinare l’efficacia di tanti farmaci che già esistono ma che per la loro incapacità di arrivare al SNC non hanno mai raggiunto fasi di sperimentazione adeguate, ma anche per lo sviluppo di nuovi farmaci. L’effetto delle molecole in analisi sarà valutato su cellule del sistema nervoso (neuroni, astrociti, etc) in coltura, mediante test di vitalità, analisi di funzionalità mitocondriale, saggi di trasduzione del segnale in vitro ed analisi di markers biomolecolari specifici dei pathways attivati attraverso tecniche di RT-PCR e Western Blotting. Inoltre, per verificare l’avvenuto passaggio delle molecole attraverso la BEE, saranno effettuati esperimenti preliminari su modelli di BEE in vitro, seguiti da analisi di immunofluorescenza in vivo su differenti aree cerebrali (corteccia, ippocampo, cervelletto) ed indagini stereologiche, al fine di valutare la permanenza delle stesse nel SNC.