Drugs delivery: specializziamo la cura
Medicina
In campo clinico e farmacologico le nanotecnologie si occupano delle applicazioni che sfruttano sistemi con dimensione dell’ordine di grandezza del nanometro per scopi terapeutici e diagnostici. Vi sono numerosi ed eclatanti prospettive, che arrivano anche ad ipotizzare la futura creazione di nano-macchine per la riparazione di cellule danneggiate.
Le tecnologie attualmente più promettenti in caso di sperimentazione sono i drug delivery, i lab-on-a-chip e altri tipi di mems.
Con i primi si parla di nano-vettori per la distribuzione mirata dei farmaci; i secondi si occupano in particolare della cura farmacologica dei tumori, mentre con gli ultimi parliamo di Electro Mechanical System utilizzabili a scopo diagnostico.
Cos'è una medicina mirata
Per drug delivery si parla di nano particelle ricoperte di polimeri biocompatibili, potenziali vettori efficenti per la distribuzione mirata del farmaco nell’organismo: ciò al fine di circoscrivere l’effetto biologico della terapia a una determinata tipologia di cellule, migliorandone l’efficacia e diminuendone la tossicità. Esso rappresenta pertanto una delle alternative migliore per la somministrazione di farmaci ai malati cronici, i quali necessitano di trattamenti continuativi, spesso ad alti dosaggi, che comportano solitamente significativi effetti collaterali. Questi nuovi sistemi sono in grado pertanto di veicolare i principi attivi a un solo bersaglio, in un'unica dose rilasciata gradualmente.
Tra i possibili vettori (carrier) vi sono quelli realizzati con nanoparticelle di oro, di silice o di ossidi di ferro congiunti con dendrimeri (molecole polimeriche molto ramificate), i quali mostrano grandi potenzialità come sistemi multivalenti per un impiego sia diagnostico sia terapeutico.
Il chiosano ad esempio è un polimero di origine naturale derivato per de-acetilazione alcalina dalla chitina (rimozione di uno o più gruppi acetile COCH₃) proposto per il rilascio controllato dei farmaci attraverso le mucose. Un altro esempio sono i globuli rossi che, essendo trasportatori senza nucleo, potrebbero fungere da carrier biologici.
In alternativa si studiano la nanoshell (nano-gusci) multistrato, costituite da un nucleo di silice ricoperto da un sottile strato d’oro. La dimensione, la forma e la composizione di queste nanoshell determinano in esse particolari proprietà ottiche che le fanno rispondere a specifiche lunghezze d’onda della radiazione elettromagnetica, permettendo quindi di convertire la luce in calore per distruggere selettivamente le cellule cancerogene, senza toccare i tessuti sani adiacenti al tumore.
L’indice terapeutico (IT) di un farmaco è il rapporto tra il suo beneficio per una data prescrizione e i suoi effetti collaterali indesiderati: rappresenta quindi un indice della validità del medicinale che aumenta in proporzione. Per questo i tecnologi farmaceutici, al fine di innalzare il valore di questo parametro, ipotizzano l’uso di questi vettori per strategie simultanee con bersagli diversi, con un guadagno cumulativo in termini di selettività, che a sua volta porta un aumento dell'IT. In altri termini, le probabilità di localizzazione di una lesione attraverso meccanismi differenti sono additive, quindi il fatto che la progettazione di nano vettori possa trarre contemporaneamente vantaggi da diversi meccanismi rende possibile una strategia terapeutica potenzialmente vantaggiosa. L’andamento del farmaco rilasciato in funzione del tempo viene spesso espresso come: F= ktn, in cui:
F= percentuale di farmaco rilasciata.
k= costante cinetica legata al Nanosistema (forma, materiale, ecc)
t= tempo
n= parametro legato al meccanismo di rilascio.