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Seguendo le regole della natura, i ricercatori sviluppano nuovi metodi per il trattamento delle malattie neurologiche degenerative

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Robin Polt (a destra) allena la studentessa universitaria Hannah Kuo Feinberg mentre lavora a un progetto di glicopeptidi nel laboratorio di Polt. Credito: Paul Tumarkin/Lancio tecnologico in Arizona

I ricercatori dell’Università dell’Arizona hanno sviluppato una nuova classe di farmaci in grado di attraversare la barriera ematoencefalica e che potrebbero essere usati per trattare malattie e condizioni neurologiche degenerative.

“Francis Bacon ha detto meglio quando ha scritto: ‘La natura, per essere comandata, deve essere obbedita’”, ha affermato Robin Polt, co-inventore della nuova tecnologia dei farmaci e professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell’UArizona College of Scienza. “Stiamo prendendo gli strumenti della natura e li usiamo per progettare farmaci”.

I disturbi neurologici sono la principale causa di disabilità e la seconda causa di morte nel mondo. Disturbi cerebrali come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, il morbo di Huntington, lesioni cerebrali traumatiche e ictus colpiscono oltre 8 milioni di persone negli Stati Uniti ogni anno e hanno trattamenti efficaci limitati.

Uno dei motivi della mancanza di cure è il meccanismo di difesa innato dell’organismo; il cervello è protetto da una barriera ematoencefalica naturale. Questo blocco è costituito da una rete di vasi sanguigni e tessuti costituiti da cellule che aiutano a impedire che le sostanze nocive entrino nel cervello. La barriera consente il passaggio di elementi essenziali come acqua, ossigeno e anidride carbonica. Anche alcuni composti che bloccano il dolore, come anestetici ed endorfine, possono passare. Poiché il cervello richiede una grande quantità di energia per funzionare, la barriera consente anche il passaggio di zuccheri e carboidrati.

La sfida è che la barriera ematoencefalica tiene fuori i composti naturali prodotti dall’organismo che possono essere usati per trattare i disturbi neurologici. I ricercatori hanno cercato di trovare modi per alterare questi composti in modo che possano attraversare il muro.

Polt e i suoi collaboratori di Uarizona affermano che la chiave della loro innovazione risiede in un tipo specifico di peptide chiamato glicopeptidi, che sono costituiti da amminoacidi a cui sono attaccati zuccheri, gruppi di carboidrati. I ricercatori si sono concentrati sull’assunzione di messaggeri chimici naturali che trasportano segnali tra i neuroni, neurotrasmettitori endogeni, e sulla loro conversione in farmaci legando i carboidrati ai neurotrasmettitori endogeni per produrre glicopeptidi. In tal modo, possono cambiare il modo in cui queste molecole interagiscono e attraversano la barriera ematoencefalica. Un aspetto importante di questa nuova classe di farmaci è che vengono metabolizzati in amminoacidi e zuccheri non tossici nel corpo. Questo è diverso dai farmaci tradizionali, che possono formare tossine quando il corpo le scompone.

Con questa tecnologia, i ricercatori hanno dimostrato che ora possono raggiungere bersagli recettoriali precedentemente irraggiungibili nel cervello. UArizona ha concesso in licenza la tecnologia alla startup dei ricercatori, Teleport Pharmaceuticals, attraverso Tech Launch Arizona, l’ufficio universitario che commercializza le invenzioni derivanti dalla ricerca e innovazione di UArizona.

“Siamo entusiasti di ciò che stiamo facendo ora, ma stiamo esaminando centinaia di altri peptidi prodotti dal cervello che stanno aprendo sempre più possibilità”, ha affermato Polt, un membro del BIO5 Institute che ha anche incarichi di facoltà nel Dipartimento di Farmacologia e Tossicologia del R. Ken Coit College of Pharmacy e Dipartimento di Neuroscienze del College of Science. “Guardando questi glicopeptidi, stiamo aprendo porte che altrimenti sarebbero chiuse”.

Oltre a Polt, il team di inventori includeva Michael Heien, professore associato presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica; Torsten Falk, professore associato presso il Dipartimento di Neurologia; e John Streicher, professore associato presso il College of Medicine—Dipartimento di farmacologia di Tucson.

“Robin (Polt) e i suoi collaboratori sono stati per molti anni una squadra prolifica e imprenditoriale”, ha affermato Bruce Burgess, direttore TLA di nuove iniziative. “È meraviglioso vedere un gruppo così concentrato sulla creazione di un impatto dalla loro ricerca impegnato e lanciare un’azienda per portare le loro scoperte a influenzare la vita dei pazienti”.


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