Selectivos, seguros y con un efecto reversible: son los nanomateriales, protagonistas de un nuevo estudio que ha arrojado luz sobre su capacidad para llegar a sitios específicos y afectar la acción de las células cerebrales.

Como en una novela de ciencia ficción, naves espaciales minúsculas capaces de llegar a un sitio específico del cerebro e influir en el funcionamiento de tipos específicos de neuronas o administración de fármacos: «escamas de grafeno», el tema del nuevo estudio del grupo de profesores de SISSA Laura Ballerini, abre horizontes verdaderamente futuristas.

Con la investigadora, Rossana Rauti, Ballerini es responsable del estudio recientemente publicado en la revista » Nano Letters». Midiendo tan solo una millonésima de metro, estas partículas han demostrado ser capaces de interferir con la transmisión de la señal en las uniones sinápticas neuronales excitadoras. Además, el estudio ha demostrado que lo hacen de manera reversible, ya que desaparecen sin dejar rastro. Pocos días después de haber sido administrados, la investigación básica, que, gracias a esta evidencia positiva, podría iniciar estudios adicionales, orientados a investigar los posibles efectos terapéuticos para el tratamiento de problemas, como la epilepsia, en los que un exceso de la actividad de la Las neuronas excitadoras se registran o para estudiar formas innovadoras de transporte de sustancias terapéuticas in situ.

La investigación, realizada en asociación con las universidades de Trieste, Manchester y Estrasburgo, se lleva a cabo dentro del buque insignia de grafeno. El importante proyecto de financiación de la Unión Europea, que tiene como objetivo investigar el potencial del grafeno en las áreas de aplicación más diversas, desde la biomédica a la industrial.

Un efecto selectivo y reversible

«Informamos en modelos in vitro que estos pequeños fragmentos interfirieron con la transmisión de las señales de una neurona a otra, actuando en zonas específicas llamadas sinapsis, que son cruciales para el funcionamiento de nuestro sistema nervioso«, explican Ballerini y Rauti. «Lo interesante es que su acción es selectiva en sinapsis específicas, a saber, aquellas formadas por neuronas que en nuestro cerebro tienen el papel de estimular (activar) sus neuronas objetivo. Queríamos entender si esto es cierto no solo en experimentos in vitro sino también dentro de un organismo, con todo el potencial variable y la complejidad que se deriva de él«. El resultado fue más que positivo. «En nuestros modelos, analizamos la actividad del hipocampo, un área específica del cerebro, que inyecta escamas en ese sitio. Lo que vimos, gracias a los marcadores fluorescentes, es que las partículas se insinúan efectivamente solo dentro de las sinapsis de las neuronas excitadoras. De esta manera, interfieren con la actividad de estas células. Además, lo hacen con un efecto reversible: después de 72 horas, los mecanismos fisiológicos de la depuración del cerebro eliminaron por completo todas las escamas.

Ni grandes ni pequeños: cómo funcionan los copos.

El interés en el procedimiento, explican los investigadores, también radica en el hecho de que, aparentemente, los copos se toleran bien una vez que se inyectan en el organismo: «La respuesta inflamatoria y la reacción inmune han sido más bajas que las registradas al administrar una solución salina simple. Esto es Muy importante para posibles fines terapéuticos«. La especificidad de la acción de los copos, explicaron los investigadores, residiría en el tamaño de las partículas utilizadas. No pueden ser más grandes o más pequeños que los adoptados para este estudio (que midió aproximadamente de 100 a 200 nanómetros de diámetro): «El tamaño es probablemente la raíz de la selectividad: si las escamas son demasiado grandes, no pueden penetrar la sinapsis, que son áreas muy estrechas entre una neurona y otra. Si son demasiado pequeñas.

Via: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/sisd-lss050919.php