Guld nanopartikler for at redde neuroner fra celledød

I et nyligt eksperiment, forskere har udviklet guldnanopartikler i laboratoriet for at reducere celledøden for neuroner udsat for overspænding. Undersøgelsen er resultatet af et internationalt samarbejde koordineret af Roberto Fiammengo, forsker ved Center of Biomolecular Nanotechnologies ved IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Italiensk Institut for Teknologi) i Lecce (Italien). Det internationale team involverer også kolleger ved Universitetet i Genova, Imperial College London, King's College London, Center for Synaptisk Neurovidenskab og Teknologi ved Istituto Italiano di Tecnologia i Genova og Max Planck Instituttet for Medicinsk Forskning i Heidelberg.

Overdreven stimulering af neuroner af neurotransmitteren glutamat, som normalt er involveret i den excitatoriske kommunikation mellem neuroner, kan beskadige nerveceller og forårsage deres degeneration. Dette fænomen, kendt med udtrykket excitotoksicitet, er almindelig i mange neuroinflammatoriske og neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers og Huntingtons sygdom, men også i tilfælde af epilepsi, hjernetraume og slagtilfælde.

I særdeleshed, disse nanopartikler blev designet og forberedt af IIT-teamet i Lecce (Italien), og er funktionaliseret med peptider, der tillader selektiv inhibering af ekstrasynaptiske glutamatreceptorer involveret i excitotoksiciteten. Faktisk, størrelsen af ​​nanopartiklerne er 20, som er 50 gange større end klassiske lægemidler, hvilket resulterer i blokering af kun receptorerne placeret uden for synapserne. På denne måde korrekt neurotransmission bevares, mens overdreven aktivering, der fører til celledød, undgås.

Den molekylære mekanisme, der ligger til grund for nanopartiklernes neurobeskyttende effekt, er blevet klarlagt af det eksperimentelle arbejde udført af Pierluigi Valente ved Universitetet i Genova, i samarbejde med Fabio Benfenatis gruppe af Center for Synaptisk Neurovidenskab og Teknologi af IIT i Genova (Italien).

Resultaterne af denne forskning danner grundlaget for behandling af neurologiske sygdomme, hvor den overdrevne frigivelse af glutamat er grundlaget for patologien. Muligheden for specifikt at blokere ekstrasynaptiske receptorer, hovedsagelig ansvarlig for celledød, uden at forstyrre synaptisk transmission, åbner op for lovende perspektiver for målrettet terapi uden større bivirkninger.

"Vi har udviklet nanopartikler med unikke og nødvendige egenskaber til at svare til neurobiologers og fysiologers indikationer, " siger Roberto Fiammengo. "At koordinere sådan en tværfaglig gruppe af forskere var en ekstremt stimulerende opgave, og de opnåede resultater viser, at dette er den vindende tilgang."

Pierluigi Valente fra Universitetet i Genova, avisens første forfatter, siger, "Selvom, i øjeblikket, de udviklede nanopartikler kan ikke bruges i terapi, denne undersøgelse viser, hvordan nanoteknologi kan give vigtige indikationer for behandling af mange neuroinflammatoriske og neurodegenerative sygdomme."