Portare i farmaci direttamente al cervello, riducendo la diffusione sistemica e gli effetti collaterali, è una delle sfide più rilevanti della ricerca in neurologia e psichiatria. I ricercatori dell’Università Cattolica del Sacro Cuore, della Fondazione Policlinico Gemelli IRCCS e dell’Università di Salerno stanno esplorando nuove possibilità in questa direzione, grazie a uno spray intranasale, descritto su Advanced Materials, che utilizza nanoparticelle d’oro per trasportare il litio in modo mirato e sicuro.
Minuscole particelle d’oro che, spruzzate nel naso, raggiungono il cervello per consegnare una cura mirata
In questa intervista a due voci, Claudio Grassi (Professore ordinario di Fisiologia e Direttore del Dipartimento di Neuroscienze, Università Cattolica e Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS) e Roberto Piacentini (Professore associato di Fisiologia, Università Cattolica e Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS) spiegano come funziona questa tecnologia, i risultati ottenuti finora e le prospettive future per il trattamento di malattie psichiatriche e neurodegenerative.
Professor Grassi, di che tipo di dispositivo si tratta e perché è considerato così innovativo?
«Possiamo parlare di un cambio di paradigma nella terapia delle malattie neurologiche e psichiatriche. Il dispositivo nasce dall’unione di due elementi: nanoparticelle d’oro e una via di somministrazione non invasiva, quella intranasale. Le nanoparticelle ci permettono di trasportare il principio attivo (litio) direttamente al cervello, bypassando la circolazione sistemica. Questo consente di colpire in modo mirato il bersaglio, evitando di diffondere il farmaco in altre aree del corpo dove potrebbe essere inutile o dannoso. Inoltre, possiamo usare dosi molto più basse rispetto alla somministrazione sistemica, riducendo effetti collaterali e sprechi».
Professor Piacentini, qual è il principio attivo che avete scelto di veicolare e come funziona il meccanismo di rilascio?
«Abbiamo scelto di veicolare ioni di litio, un composto già noto e usato da decenni per il trattamento dei disturbi bipolari. La nostra innovazione sta nel modo in cui il litio viene trasportato: attraverso nanoparticelle d’oro sferiche di circa due nanometri, funzionalizzate con glutatione, una molecola naturale dall’elevato potere antiossidante.
L’innovazione sta nel modo in cui il litio viene trasportato, cioè le nanoparticelle d’oro
Il glutatione ha una doppia funzione: da un lato rende la nanoparticella “appetibile” per la cellula, che la riconosce come un elemento benefico; dall’altro permette di legare chimicamente il litio alla nanoparticella.
Il legame è labile, quindi una volta che la nanoparticella entra nella cellula, il litio viene rilasciato attraverso uno scambio di ioni positivi. In questo modo riusciamo a portare il litio direttamente dentro la cellula, dove può agire in modo mirato ed efficace».
Professor Grassi, in che fase si trova oggi la vostra ricerca?
«Si tratta di uno studio preclinico, attualmente in fase sperimentale. I risultati sono estremamente incoraggianti: abbiamo dimostrato che il litio veicolato tramite le nanoparticelle raggiunge con successo le aree bersaglio del cervello e inibisce l’attività di un enzima, la GSK3β, coinvolto nei processi patologici dell’Alzheimer.
Nei nostri modelli animali, la somministrazione di queste nanoparticelle è riuscita a prevenire deficit cognitivi tipici della malattia. Ovviamente serviranno ulteriori passaggi, produzione secondo le buone pratiche cliniche e autorizzazioni regolatorie, prima di poter avviare la sperimentazione sull’uomo».
Quindi il dispositivo potrebbe essere utile sia per le malattie psichiatriche che per quelle neurodegenerative?
Risponde il professor Grassi: «Esatto. Per le patologie psichiatriche, come il disturbo bipolare, il meccanismo d’azione del litio è già ben conosciuto. La nostra tecnologia rende più efficiente e sicura la somministrazione. Per le malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer, abbiamo basi solide per pensare che il litio veicolato in questo modo possa agire su alcuni meccanismi molecolari chiave della malattia, anche se è presto per parlare di cura definitiva».
Non ci sono materiali rari o processi industriali complessi, quindi la sostenibilità economica non rappresenta un problema
Dal punto di vista tecnologico, quanto è complesso produrre queste nanoparticelle?
Risponde il professor Piacentini: «In realtà molto meno di quanto si possa immaginare. L’efficacia del sistema sta proprio nella sua semplicità strutturale: una piccola sfera d’oro, un rivestimento di glutatione e un legame con il litio. Quando le nanoparticelle vengono messe in soluzione acquosa, tendono ad aggregarsi formando piccoli gruppi di circa 200-300 nanometri, una dimensione ideale perché le cellule possano assimilarli facilmente. Questa caratteristica, oltre a garantire la protezione del litio fino al momento del rilascio, consente un trasporto naturale ed efficiente all’interno delle cellule nervose».
Un progetto così avanzato nasce dall’incontro di discipline molto diverse. Quanto conta l’interdisciplinarità nella vostra ricerca?
Risponde il professor Grassi: «È assolutamente indispensabile. Nessuna competenza oggi è autosufficiente. Il nostro lavoro non sarebbe stato possibile senza la collaborazione con i chimici dell’Università di Salerno, che hanno progettato e realizzato la parte del nanomateriale, mentre noi abbiamo fornito la competenza neuroscientifica e fisiologica.
Lo stesso vale ora che stiamo lavorando all’applicazione industriale: servono esperti di produzione, biotecnologi, farmacologi. La ricerca moderna è una sinergia di competenze complementari».
Aggiunge il professor Piacentini: «Questo progetto non è nato dal nulla: è il risultato di anni di collaborazione con i colleghi chimici, un percorso progressivo che ci ha permesso di affinare la tecnologia passo dopo passo. La fiducia e la continuità nel lavoro di gruppo sono state decisive».
Pur essendo un tool nanotecnologico, è semplice e versatile: oggi trasporta litio, domani altre molecole terapeutiche
Guardando al futuro: un sistema così sofisticato può essere accessibile e sostenibile per la sanità pubblica?
Risponde il professor Grassi: «Questa è una delle parti più sorprendenti. A differenza di molte terapie biologiche per l’Alzheimer, che hanno costi elevatissimi, la produzione di queste nanoparticelle ha costi estremamente contenuti. Non ci sono materiali rari o processi industriali complessi, quindi la sostenibilità economica non rappresenta un problema».
Aggiunge il professor Piacentini: «Pur essendo un “tool” nanotecnologico, è un sistema semplice e versatile. Oggi trasporta il litio, ma in futuro potrà veicolare altre molecole terapeutiche. È come una piattaforma modulare: una volta definito il vettore, possiamo “cambiare il carico” a seconda della malattia da trattare».
In sintesi, qual è il messaggio più importante che volete lasciare?
Risponde il professor Grassi: «Abbiamo sviluppato una tecnologia sicura, mirata e sostenibile per portare i farmaci direttamente al cervello. È un passo avanti concreto verso terapie più efficaci e meno invasive».
Conclude il professor Piacentini: «E soprattutto, è una dimostrazione che l’unione tra chimica, fisiologia e nanotecnologia può aprire nuove strade nella medicina del futuro».
