Ecco le nano-fibre che sconfiggono l’infiammazione. Attive anche contro artrite, psoriasi e morbo di Chron

Hanno la stessa efficacia di una terapia standard ma è meno dannosa e più duratura. Stiamo parlando di nanofibre auto-assemblanti in grado di ridurre i danni causati da malattie infiammatorie grazie all’attivazione di cellule chiave del sistema immunitario. Ecco tutti i dettagli del nuovo nanomateriale realizzato dagli scienziati della Duke University.

Nuove terapie contro l’infiammazione

Ciò che contraddistingue le malattie infiammatorie come l’artrite reumatoide, il morbo di Crohn, la psoriasi (eccetera) è una produzione eccessiva di proteine di segnalazione, le cosiddette citochine. Proteine che causano, appunto, l’infiammazione. La citochina più significativa è denominata TNF e al momento, l’unica terapia realmente efficace è quella a base di anticorpi monoclonali in grado di distruggere TNF e ridurre così l’infiammazione. Seppur usata sempre da più persone, tale cura non è priva di convenienti. Senza dimenticare che ha un costo altissimo e bisogna iniettarla regolarmente. In più, non sempre è efficace: il corpo dopo un po’ di tempo potrebbe imparare a produrre anticorpi contro il farmaco. Per evitare questo problema, gli scienziati della Duke University hanno trovato una nuova soluzione grazie all’utilizzo di nanomateriali.

Nanofibre contro l’infiammazione

«Stiamo essenzialmente cercando nuovi metodi per utilizzare i nanomateriali che inducano il sistema immunitario del corpo a diventare una fabbrica di anticorpi antinfiammatori. Se queste terapie avranno successo, i pazienti necessiteranno di un minor numero di dosi di terapia, il che idealmente migliorerebbe la compliance e la tolleranza del paziente. Sarebbe un modo completamente nuovo di trattare le malattie infiammatorie», ha dichiarato Joel Collier, professore di ingegneria biomedica alla Duke University. Secondo quanto si legge nell’articolo pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences e redatto da Collier e Kelly Hainline, una studentessa laureata nel laboratorio Collier, gli scienziati sono riusciti a creare nanomateriali che potrebbero assemblarsi in lunghe nanofibre. Queste ultime includono una proteina specializzata, chiamata C3dg. Le fibre ottenute sarebbero quindi in grado di attivare le cellule B del sistema immunitario per generare anticorpi. «C3dg è una proteina che normalmente si trova nel tuo corpo. La proteina aiuta il sistema immunitario innato e il sistema immunitario adattativo a comunicare, quindi può attivare specifici globuli bianchi e anticorpi per eliminare le cellule danneggiate e distruggere gli antigeni», Hainline. C3dg, perciò, potrebbe essere utilizzato come adiuvante del vaccino: una proteina che può aiutare a rafforzare la risposta immunitaria a un bersaglio o patogeno desiderato.

Le nanofibre che creano anticorpi contro l’infiamamzione

La proteina C3dg, in sintesi, potrebbe innescare le cellule B allo scopo di creare anticorpi, mentre i componenti TNF fornirebbero un modello di ciò che gli anticorpi hanno bisogno di cercare e distruggere. «Quando Kelly ha assemblato la proteina C3dg e le porzioni chiave del TNF in queste nanofibre, ha visto che c’era una forte risposta delle cellule B, il che significa che c’era una maggiore produzione di anticorpi che miravano al TNF. Nei modelli murini affetti da infiammazione, i topi sperimentavano un cambiamento di temperatura in cui la loro temperatura interna scendeva. Ma quando Kelly ha consegnato le sue nanofibre C3dg, era altamente protettivo e i topi non hanno sperimentato una risposta infiammatoria», ha aggiunto Collier. Quando il team ha testato il loro nanomateriale nel modello murino della psoriasi, ha scoperto che le nanofibre che trasportano C3dg erano efficaci almeno quanto una terapia con anticorpi monoclonali. Ma  poiché C3dg si trova normalmente nel corpo, non è stato espulso dal sistema dagli anticorpi anti-farmaco. Inoltre, dopo aver esaminato il modello della psoriasi, il team ha fatto una scoperta sorprendente: C3dg non stava solo stimolando la produzione di anticorpi nelle cellule B, ma stava anche influenzando la risposta delle cellule T.

Cellule T e cellule B contro l’infiammazione

«Abbiamo osservato che le nanofibre che contenevano solo i componenti C3dg senza i componenti TNF mostravano ancora un beneficio terapeutico per i nostri modelli, il che è stato sorprendente. Ma penso che la scoperta più significativa sia stata vedere una risposta benefica delle cellule T che è stata attivata da una proteina che si trova naturalmente nel tuo corpo. Questo tipo di risposta era stato visto prima con altre proteine, ma non abbiamo visto alcun rapporto di persone che usavano quella risposta con C3dg», ha detto Hainline. Il team ritiene che sia doveroso indagare su ulteriori meccanismi delle nanonifibre, per esempio sull’attivazione dei linfociti T. «Stiamo ancora imparando a conoscere questa risposta dei linfociti T, e stiamo cercando di capire come è coinvolta. In definitiva, ci piacerebbe vedere se C3dg può essere utilizzato come componente universale in più terapie diverse contro l’infiammazione, soprattutto se possiamo scambiare i segmenti TNF con un target diverso. Questo lavoro indica chiaramente che i nanomateriali che coinvolgono C3dg garantiscono un ulteriore sviluppo come immunoterapie», conclude Collier.

Fonti scientifiche

Kelly M. Hainline, Lucas S. Shores, Nicole L. Votaw, Zachary J. Bernstein, Sean H. Kelly, Chelsea N. Fries, Marisha S. Madhira, Caslin A. Gilroy, Ashutosh Chilkoti, Joel H. Collier. Modular complement assemblies for mitigating inflammatory conditions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (15): e2018627118 DOI: 10.1073/pnas.2018627118

Self-Assembling Nanofibers Prevent Damage from Inflammation – Nanomaterials strategically activate the immune system to fight inflammation as effectively as current standard therapeutics – DUKE UNIVERSITY