Nanotecnologie e medicina – Malattie da stress ossidativo: nanoparticelle di ossido di cerio in grado di proteggere le cellule

I nanomateriali, utilizzati recentemente in diversi campi, vengono sempre più spesso esaminati per il loro potenziale interesse biomedico. È il caso dello studio "Cerium Oxide Nanoparticles Protect Cardiac Progenitor Cells from Oxidative Stress" realizzato dai gruppi di ricerca dei Professori Enrico Traversa (Centro NAST e Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche) e Paolo Di Nardo (Laboratorio di Cardiologia Molecolare, Dipartimento di Medicina Interna) dell'Università di Roma Tor Vergata, in collaborazione con l'Istituto BioLink di Roma e l'International Research Center for Materials Architectonics (MANA) di Tsukuba, Giappone, di recente pubblicato sulla rivista scientifica ACS Nano. 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 Chron, 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.

 

Roma, 11.05.2012

 

 

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