Si apre la possibilità di utilizzare la luce per indagare l’organizzazione alla nanoscala di farmaci in modo quantitativo e non invasivo. Il lavoro, frutto della ricerca presso il Laboratorio NEST della Scuola Normale Superiore e di collaborazioni sia nazionali che internazionali, è stato pubblicato sulla rivista Nanoscale, della Royal Society of Chemistry britannica.
Pisa, Maggio 2022. “Guardare” dentro un farmaco grande poco più di un miliardesimo di metro e decifrare quantitativamente l’organizzazione molecolare del principio attivo: fino ad oggi era impossibile raggiungere questo risultato se non interferendo con la struttura stessa del farmaco.
Presso il Laboratorio NEST della Scuola Normale Superiore, diretto dal Prof. Fabio Beltram, è stata ora sviluppata una piattaforma di imaging ottico ad alta risoluzione in grado di analizzare i segnali di fluorescenza intrinseci del farmaco (opportunamente eccitati da luce laser) per risolvere la sua organizzazione alla nanoscala e di farlo, per la prima volta, senza interferire con la struttura stessa del farmaco. Il risultato ha valso a questa ricerca la pubblicazione sulla rivista internazionale Nanoscale, della Royal Society of Chemistry britannica (titolo dell’articolo: “Fluorescence lifetime microscopy unveils the supramolecular organi-zation of liposomal Doxorubicin”)
La nuova piattaforma ottica è stata testata su un caso di studio di indubbio interesse biomedico e clinico: il Doxil®, nano-vettore del farmaco anti-tumorale Doxorubicina, comunemente utilizzato nei trattamenti chemioterapici per vari tipi di tumore (es: tumore al seno). Più nel dettaglio, il segnale intrinseco di fluorescenza del farmaco ha consentito ai ricercatori del NEST di svelare le conformazioni del principio attivo Doxorubicina e la loro abbondanza relativa nel Doxil®. Alcune di esse, come la componente di principio attivo cristallizata, erano note e quindi attese. Altre, come la componente interagente con la capsula lipidica del Doxil®, sono state svelate per la prima volta nelle misure condotte al NEST.
Secondo il Prof. Francesco Cardarelli, che ha coordinato il team di ricerca interdisciplinare composto da colleghi della SNS, del CNR Nano, della Fondazione Pisana per la Scienza, dell’Università di Roma “La Sapienza” e dell’Università della California a Irvine, “i risultati ottenuti potranno ora guidare l’ingegnerizzazione razionale di nuove varianti del farmaco, potendone controllare in modo non invasivo la composizione, l’organizzazione molecolare alla nanoscala, e potendo quindi correlare tali parametri all’efficacia stessa del farmaco”.
“La piattaforma che abbiamo sviluppato -aggiunge Cardarelli- si candida ad essere un asset tecnologico interessante per le industrie farmaceutiche che vogliano monitorare quantitativamente non soltanto l’organizzazione molecolare del prodotto finale, ma anche la sua stabilità nel tempo, e la sua evoluzione se a contatto con ambienti biologici (es: fluidi, cellule).”. “È una piattaforma flessibile, potenzialmente aperta ad applicazioni in altri ambiti in cui principi attivi con segnale intrinseco di fluorescenza vengono incapsulati in vettori, come ad esempio pesticidi a rilascio controllato, prodotti chimici industriali, tessili, integratori nutraceutici”.
