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Particolare attenzione deve essere prestata alle malattie durante la gravidanza, poiché non tutti i farmaci sono compatibili per madre e bambino. Questo è il motivo per cui un team di ricerca internazionale che coinvolge l’Empa sta ora sviluppando nanofarmaci che consentiranno un trattamento sicuro ed efficace dei processi infiammatori durante la gravidanza. Le complicanze della gravidanza sono spesso causate o accompagnate da infiammazione, ma le opzioni di trattamento spesso non sono sufficientemente efficaci o si sospetta che interferiscano con lo sviluppo del feto.
Quando si verificano complicazioni nel corso di una gravidanza, non è solo la vita della madre ad essere a rischio, ma anche quella del nascituro.
Ma cosa si può fare quando i farmaci contro le infezioni diffuse e altre complicazioni della gravidanza come l’avvelenamento da gravidanza, il diabete o la minaccia di un parto prematuro sono inefficaci o troppo rischiosi?
La ricerca medica ha una possibile risposta: i nanozimi.
Le minuscole particelle sintetiche potrebbero aiutare a trattare i processi infiammatori nella placenta senza danneggiare la madre o il bambino.
Un team di ricercatori dell’Empa, dell’ETH di Zurigo, dell’Ospedale cantonale di San Gallo e dell’Università cinese dello Zhejiang sta sviluppando nuovi nanozimi nell’ambito di un progetto finanziato dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica (FNS). Il processo di sviluppo è accompagnato da studi approfonditi sulla sicurezza dei farmaci.
I nanozimi sono minuscoli composti sintetici nell’ordine dei nanometri con proprietà simili agli enzimi che sono già oggetto di studio in altri campi medici, come la terapia del cancro.
Sono costituiti da un nucleo nanostrutturato (ad esempio atomi di metallo o ossidi metallici), che determina l’attività enzimatica della particella, e da modifiche superficiali che aumentano la stabilità dei nanozimi e ne migliorano la specificità.
«In questo modo, vogliamo consentire un uso personalizzato per diversi campi di applicazione», spiega Tagaras, ricercatore dell’Empa.
L’attività dei nanozimi cambia a seconda dei processi patologici prevalenti nell’area di applicazione: da una modalità stealth, una sorta di stato inattivo, possono diventare attivi per catturare le specie reattive dell’ossigeno (ROS) nei processi infiammatori, ad esempio, o per distruggere i batteri in caso di infezione.
Lo sviluppo dei nanozimi è accompagnato da esperimenti di laboratorio sulla sicurezza dei nuovi farmaci.
Qui, i ricercatori dei laboratori dell’Empa utilizzano modelli consolidati che riproducono fedelmente ciò che accade nella placenta e nell’organismo sia della madre che del bambino.
“La struttura, il metabolismo e l’interazione del tessuto materno e fetale sono unici nell’uomo”, afferma la responsabile del team Tina Bürki del laboratorio Nanomaterials in Health dell’Empa a San Gallo.
È quindi necessario studiare l’effetto dei nanozimi su modelli di laboratorio con cellule e tessuti umani. Qui viene utilizzato il modello di placenta stabilito, per il quale il team utilizza placente umane completamente funzionali che sono state rese disponibili dopo il taglio cesareo.
“Solo grazie al tessuto placentare umano possiamo ottenere risultati significativi sul trasporto e l’effetto dei nanozimi”, afferma il ricercatore dell’Empa.
Un ulteriore passo verso la sicurezza delle nanomedicine è il cosiddetto chip della placenta, un chip polimerico della lunghezza di un dito su cui crescono le cellule umane che rappresentano la barriera placentare e l’embrione in condizioni il più possibile vicine alla realtà.
Oltre ai processi di trasporto nella placenta, in questo modo possono essere studiati anche gli effetti diretti e indiretti dei nanozimi sullo sviluppo embrionale precoce.
I primi risultati sono promettenti. “I nanozimi non compromettono la barriera placentare e finora non hanno mostrato effetti negativi sui modelli studiati”, afferma il ricercatore dell’Empa Tagaras. Successivamente, il team analizzerà gli effetti antinfiammatori e antibatterici dei nanozimi.
