In caso di malattia durante la gravidanza, è necessaria una particolare cautela, poiché non tutti i farmaci sono compatibili con la madre e il bambino. Per questo motivo un team internazionale, di cui fanno parte anche ricercatori dell’Empa, sta sviluppando nanomedicine che dovrebbero consentire di trattare in modo sicuro ed efficace i processi infiammatori durante la gravidanza. Le complicazioni della gravidanza sono spesso causate o accompagnate da infiammazioni, ma le opzioni terapeutiche spesso non sono abbastanza efficaci o si sospetta che possano disturbare lo sviluppo del feto.
Quando una gravidanza si complica, non è in gioco solo la vita della madre, ma anche quella del nascituro. Ma cosa si può fare quando i farmaci per combattere le infezioni comuni e altre complicazioni della gravidanza come l’avvelenamento del feto, il diabete o la minaccia di parto prematuro sono inefficaci o troppo rischiosi?
La ricerca medica ha una possibile risposta: i nanozimi. Queste minuscole particelle prodotte artificialmente potrebbero aiutare a trattare i processi infiammatori della placenta senza danneggiare né la madre né il bambino. Un team di ricercatori dell’Empa, del Politecnico di Zurigo, dell’Ospedale cantonale di San Gallo e dell’Università cinese di Zhejiang sta attualmente sviluppando nuovi tipi di nanozimi nell’ambito di un progetto sostenuto dal Fondo Nazionale Svizzero (FNS). Il processo di sviluppo è accompagnato da studi approfonditi sulla sicurezza dei farmaci.
I nanozimi sono minuscoli composti sintetici di dimensioni nanometriche con proprietà simili a quelle degli enzimi, già oggetto di ricerca in altri campi medici, come il trattamento del cancro. Sono costituiti da un nucleo nanostrutturato (ad esempio, atomi o ossidi metallici), che determina l’attività enzimatica, e da modifiche superficiali che aumentano la stabilità dei nanozimi e ne migliorano la specificità. "In questo modo, vogliamo consentire un uso su misura per diversi campi di applicazione", spiega Nikolaos Tagaras, ricercatore dell’Empa.
L’attività dei nanozimi cambia poi in base ai processi patologici che prevalgono nel campo di applicazione: da una "modalità stealth", una sorta di stato mimetico inattivo, possono diventare attivi per catturare i derivati reattivi dell’ossigeno (ROD) durante i processi infiammatori o per distruggere i batteri durante un’infezione.
Lo sviluppo dei nanozimi è accompagnato da esperimenti di laboratorio sulla sicurezza dei nuovi farmaci. I ricercatori applicano modelli sviluppati e testati nei laboratori dell’Empa, che riproducono fedelmente ciò che accade nella placenta e nel corpo della madre e del bambino. "La struttura, il metabolismo e l’interdipendenza dei tessuti materni e fetali sono unici nell’uomo", spiega Tina Bürki, team leader del laboratorio "Nanomateriali nella salute" dell’Empa di San Gallo. È quindi necessario studiare l’effetto dei nanozimi su modelli di laboratorio che utilizzano cellule e tessuti umani. In questo caso viene utilizzato il modello già consolidato della placenta, per il quale l’équipe utilizza placente umane completamente funzionali rese disponibili dopo un parto cesareo. "Solo con il tessuto placentare umano possiamo ottenere risultati rilevanti sul trasporto e sull’effetto dei nanozimi", spiega il ricercatore dell’Empa.
Un ulteriore passo avanti verso nanomedicine sicure è reso possibile dal "chip placentare", un chip polimerico lungo un dito su cui vengono coltivate cellule umane che rappresentano la barriera placentare e l’embrione in condizioni il più possibile simili alla realtà. In questo modo, oltre a studiare i processi di trasporto nella placenta, sarà possibile studiare gli effetti nocivi diretti e indiretti dei nanozimi sul primo sviluppo dell’embrione.
I primi risultati del progetto sono promettenti. "I nanozimi non influenzano la barriera placentare e finora non hanno avuto effetti negativi sui modelli studiati", spiega Nikolaos Tagaras, ricercatore dell’Empa. Il prossimo passo del team sarà quello di analizzare gli effetti antinfiammatori e antibatterici dei nanozimi.
