Una piccolissima mezza-noce trasporterà i farmaci

Nanotecnologie Per utilizzare le nuove terapie anti-cancro servono speciali «veicoli». Le medicine in futuro saranno veicolate nell’organismo da speciali navicelle che le porteranno a destinazione

Dimenticatevi “Viaggio allucinante” e la navicella di chirurghi miniaturizzati che percorrono le arterie di un paziente fino al suo cervello, per operarlo, come aveva immaginato il regista Richard Fleischer nel 1966. Dimenticatevi anche le “naniti”, le macchine auto-replicanti del mondo fantastico di Star Trek. E dimenticatevi persino le invenzioni romanzesche di Michael Crichton in “Preda” e i suoi sciami di nanorobot che minacciano il futuro del mondo.  Non c’è niente di fantascientifico nelle nanotecnologie: sono già tra noi e pochi se ne sono accorti. Guardatevi attorno: telefonini, computer, apparecchi elettronici (per non parlare di cosmetici, tessuti, vernici…) funzionano grazie alle nanotecnologie, grazie, cioè, a materiali le cui dimensioni sono inferiori a un milionesimo di millimetro. È la tecnologia dei chip. Pensate adesso alla medicina: i liposomi, piccole strutture in grado di trasportare farmaci nell’organismo, esistono già da alcuni anni. La nanomedicina, però, è rimasta un passo indietro rispetto all’elettronica: quando si parla di malati e malattie occorre andare con i piedi di piombo e rispettare, nella ricerca, regole molto severe. Ma le attese sono enormi, soprattutto quando si parla di cura del cancro. La situazione, oggi, è quella del “Re nudo” e Mauro Ferrari, una star mondiale del settore nanotech, lo dice chiaro e tondo: «La realtà è che abbiamo farmaci molto potenti, ma la quantità necessaria per uccidere il tumore, alla fine, ci fa perdere anche il paziente. Il problema è far arrivare il farmaco al posto giusto e la soluzione sta nell’ingegneria e nella fisica: per questo non possiamo fare a meno della nanomedicina. Non dimentichiamoci che stiamo ancora usando, per combattere il cancro, farmaci derivati dal gas-mostarda utilizzato nella Prima Guerra Mondiale per uccidere le persone».

NON SOLO PICCOLISSIMI – Ferrari che è appena stato nominato Presidente e Ceo (Amministratore Delegato) del Methodist Hospital Research Institute a Houston e dirige il Department of Nanotechnology and Biomedical Engineering alla University of Texas Science Center, spiega così il significato delle nanotecnologie: «Non è soltanto una questione di dimensioni: la nanotecnologia fa riferimento a qualcosa, un dispositivo per esempio, che proprio in quanto così “piccolo” assume nuove proprietà». Nel nano-mondo non ci sono più confini fra chimica, fisica, ingegneria, matematica e biologia: la nanotecnologia è multidisciplinare. Per questo è molto difficile costruire nano-dispositivi ed è ancora più difficile sperimentarli. «Le proprietà emergenti — continua Ferrari — che la materia assume a dimensioni nanometriche vanno previste con carta e penna, con equazioni matematiche e leggi fisiche. Non farlo, sarebbe come costruire un aereo e verificare poi se riesce a volare». La progettazione matematica è la chiave della ricerca, secondo il “modello” Ferrari, e con questo criterio lo scienziato e il suo gruppo di lavoro hanno costruito sistemi di somministrazione dei farmaci di nuovissima generazione. «La forma peggiore per il trasporto di molecole è la sfera. E anche il classico sistema formato da una particella ellissoidale, contenente il farmaco e capace di riconoscere gli antigeni del tumore grazie ad anticorpi, sistemati sulla sua superficie — dice Ferrari — non funziona. Le particelle sono troppo grosse e pesanti e non riescono a raggiungere l’obiettivo». A tavolino, i ricercatori di Houston hanno trovato un veicolo migliore, con una forma a semi-noce di cocco e con un modulo “a più stadi” come quello usato dalla Nasa per le missioni spaziali. «L’idea — spiega Ferrari — è quella di costruire una particella che trasporti al suo interno molecole diverse (è il nano nel micro) con compiti ben precisi: il codice del loro funzionamento è scritto nella chimica e nella fisica di questi sistemi e l’obiettivo è fare arrivare il farmaco giusto nel posto giusto». In altre parole, le semi-noci di cocco sono costruite in modo tale da viaggiare con facilità nel circolo sanguigno, superare le barriere che possono incontrare sul loro percorso per arrivare al tumore (per esempio la parete dei vasi sanguigni), legarsi alle membrane cellulari, entrare nelle cellule tumorali e liberare sostanze con effetti terapeutici in una catena di eventi il cui obiettivo finale (nel caso della terapia anti-cancro) è la morte della cellula tumorale.

COME ANDARE SULLA LUNA – Questi sistemi sono, dunque, paragonabili alle navicelle spaziali per le missioni sulla Luna, come l’Apollo, che erano composte da più moduli: quello di comando, quello di servizio, e quello lunare, ognuno con funzioni diverse. «Ma andare sulla Luna — commenta Ferrari — è più facile che arrivare al cuore delle cellule tumorali» Ferrari ha firmato un articolo appena pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature, in cui descrive la possibilità di far arrivare all’interno della cellula tumorale particelle contenenti molecole, chiamate siRna, in quantità sufficiente per avere un effetto terapeutico. La sigla siRna sta per small interfering Rna o silencing Rna (Rna silenziatore): si tratta di molecole di Rna (acido ribonucleico) che interferiscono con l’espressione dei geni e, quindi, con la produzione di proteine (la scoperta del fenomeno dell’interferenza dell’Rna è stato premiato con il Nobel per la medicina del 2006, assegnato a Andrew Z.Fire e Craig C. Mello). Potenzialmente i siRna offrono prospettive eccezionali nella cura dei tumori proprio perché possono interferire con tutte le proteine patologiche prodotte da geni alterati. In un esperimento, condotto su un paziente con melanoma alcuni ricercatori americani sono riusciti a dimostrare, per la prima volta, che specifici siRna, trasportati da nanovettori, raggiungono il tumore e sono in grado di sopprimere l’attività di geni specifici. «Il più importante problema che resta da risolvere — spiega Ferrari — è però proprio il trasporto di queste molecole di Rna fino al tumore in quantità sufficienti perché siano efficaci, evitando la loro distruzione. Le nostre nanoparticelle multifunzionali possono rappresentare una soluzione». E la sicurezza delle semi-noci di cocco? «Non ci sono problemi, — conclude Ferrari — si degradano facilmente e non hanno effetti dannosi sull’organismo».

Adriana Bazzi