Interazione tra nanoparticelle e proteine: il caso di ZnO, TiO2 e mucina

L'uso della nanotecnologia nella ricerca medica e nella pratica clinica è conosciuto come nanomedicina. I nanomateriali (NMTs) hanno dimensioni che variano da uno a molte centinaia di nanometri. Le nanoparticelle possiedono alcune nuove proprietà, chimiche, fisiche, meccaniche ed elettriche, non evidenziate o possedute dalle macromolecole, e possono essere manipolate in modo da favorire le diagnosi cliniche ed i trattamenti medici. Esistono infatti meccanismi fisiologici che permettono alle piccole molecole di entrare nelle cellule. Proprio su questo principio si basa il loro utilizzo come veicoli di farmaci, come agenti di contrasto o nelle terapie antitumorali. Le nanoparticelle possono essere formate a partire da vari materiali e assumere forme regolari (tubulari, sferiche o filamentose) o irregolari. Esse possono esistere allo stato disperso o in forma fusa, aggregata o agglomerata. Il nostro studio si è incentrato su due tipi specifici di nanomateriali: l'ossido di zinco ed il biossido di titanio. Nell'ossido di zinco la precisa forma dei cristalli dipende dal metodo di sintesi ed infatti abbiamo utilizzato ed analizzato nanomateriali di ZnO in forma di multipods e di nanowires. I nanomateriali di ZnO e TiO2 sono state funzionalizzate con un dye fluorescente, FITC, legato ai nanomateriali mediante un silano. Su questi oggetti sono stati condotti degli esperimenti per valutare la loro citotossicità su linea cellulare di carcinoma umano. Da tali esperimenti è risultata evidente la formazione di aggregati dei nanomateriali, soprattutto formatisi all'esterno delle cellule. Abbiamo quindi deciso di utilizzare un biopolimero sospendente come la mucina con lo scopo di mantenere le nanoparticelle in sospensione e per un lasso di tempo maggiore. Secondo i risultati ottenuti, la mucina sembra essere effettivamente un buon sospendente e potrebbe quindi ridurre la formazione di aggregati e la citotossicità cellulare delle nanoparticelle.