Nanoparticelle cambiano comportamento degli animali, scoperta importante per ricerca sul cancro

Per la prima volta nalla storia, nanoparticelle magnetiche sono state in grado di controllare il comportamento ed i neuroni di animali. La ricerca, condotta dagli scienziati della University of Buffalo e pubblicata su Nature Nanotechnology, potrebbe avere una vastissima gamma di applicazioni, dal trattamento del cancro fino alla manipolazione selettiva di proteine o cellule in tessuti specifici.

Non solo: le nanoparticelle potrebbero essere utilizzate per sviluppare nuove terapie per il diabete stimolando le cellule pancreatiche per rilasciare insulina, o realizzare nuove terapie per disordini neurologici.

“Sviluppando un metodo che ci consente di utilizzare campi magnetici per stimolare le cellule sia in vitro che in vivo, questa ricerca ci aiuterà a rivelare il network di segnali che controlla il comportamento animale” spiega Arnd Pralle, assistente professore di fisica all’ UB College of Arts and Sciences.

I ricercatori hanno dimostrato che attraverso il loro metodo sarebbe possibile aprire i canali del calcio, attivare neuroni in colture cellulari e addirittura manipolare i movimenti di un piccolo nematode, il C. elegans.

“Abbiamo direzionato le nanoparticelle nei pressi di quella che viene considerata la ‘bocca’ del verme” spiega Pralle. “Si può vedere nel video che il verme si muove in una direzione; una volta che azioniamo il campo magnetico, che scalda le nanoparticelle fino a 34°C, la maggior parte dei vermi cambia senso di marcia. Possiamo utilizzare questo metodo per farli andare avanti e indietro. Ora abbiamo bisogno di scoprire quali altri comportamenti possono essere controllati in questo modo”.

I vermi invertono la loro marcia una volta che la temperatura raggiunge i 34°C, dice Pralle, la stessa soglia che in natura provoca una risposta di fuga. Questa sarebbe la prova che l’ approccio potrebbe essere sfruttato per altri studi su animali e per la realizzazione di nuovi farmaci.

Il metodo sviluppato dal team dell’Università di Buffalo prevede di riscaldare le nanoparticelle all’ interno di una membrana cellulare esponendole ad un campo magnetico. “Abbiamo sviluppato uno strumento che riscalda le nanoparticelle e misura la loro temperatura” dice Pralle. “Il nostro metodo è importante perchè ci consente di scaldare soltanto le membrane cellulari. Non volevamo uccidere le cellule. Mentre la membrana si riscalda, non c’è alcun cambiamento internamente alla cellula”.

Le nanoparticelle utilizzate hanno un diametro di sei nanometri, dimensioni che permettono la diffusione capillare tra le cellule di un tessuto. Il campo magnetico applicato alle cellule è paragonabile a quello utilizzato per la risonanza magnetica, e la possibilità di attivare uniformemente le cellule su una vasta area suggerisce che questa metodologia potrebbe essere sfruttata per applicazioni che coinvolgono tutto il corpo.

Daniele Bagnoli