Tamponare l’attività delle sinapsi con una tecnologia innovativa basata sul GRAFENE. Questa è l’idea alla base del lavoro appena pubblicato sulla rivista ‘ACS Nano‘, coordinato dalla Scuola internazionale superiore di studi avanzati (Sissa) di Trieste e dall’Università cittadina Lo studio ha svelato l’efficacia dei fiocchi di ossido di GRAFENE nell’interferire con l’attività delle sinapsi eccitatorie, un effetto che in futuro potrebbe essere sfruttato per nuovi trattamenti di patologie come l’epilessia. Il laboratorio di Laura Ballerini alla Sissa, in collaborazione con le università di Trieste, Manchester e Castilla-la Mancha, ha scoperto un nuovo approccio per modulare l’attività delle sinapsi. Questa metodologia potrebbe essere utile nel trattamento di condizioni patologiche dove l’attività elettrica nervosa è alterata.
Ballerini e Maurizio Prato (Università di Trieste) sono i principali investigatori del progetto che è inserito nella flagship europea del GRAFENE, un’ampia collaborazione internazionale della durata prevista di dieci anni (per 1 miliardo di euro di finanziamento) che studia gli usi innovativi di questo materiale. Le terapie tradizionali per le malattie neurologiche in genere si basano sull’utilizzo di farmaci mirati ad agire nel cervello o di approcci neurochirurgici. Oggi però la tecnologia del GRAFENE sembra molto promettente in questo tipo di applicazioni, e per questo sta ricevendo molta attenzione da parte della comunità scientifica. Il metodo studiato da Ballerini e colleghi si basa sull’uso di ‘nano-fiocchi’ (flake) di GRAFENE, in grado di tamponare l’attività delle sinapsi semplicemente con la loro presenza in loco.
“Abbiamo somministrato, in condizioni di esposizione cronica, cioè ripetendo l’operazione ogni giorno per circa una settimana, delle soluzioni acquose di fiocchi di GRAFENE a normali colture di neuroni su vetrino. Grazie all’analisi funzionale dell’attività elettrica neuronale abbiamo poi tracciato l’effetto sulle sinapsi“, spiega Rossana Rauti, ricercatrice della Sissa e prima autrice del lavoro. Negli esperimenti le dimensioni dei fiocchi potevano variare (10 micron o 80 nanometri), come anche il tipo di GRAFENE: in una condizione si usava GRAFENE normale, in un’altra ossido di GRAFENE. “L’effetto di tamponamento dell’attività sinaptica si ottiene con i fiocchi più piccoli di ossido di GRAFENE e non nelle altre condizioni“, spiega Ballerini. “L’effetto è sistematico e selettivo per le sinapsi eccitatorie, mentre è assente in quelle inibitorie“. La somministrazione di soluzioni di fiocchi di GRAFENE lascia i neuroni vivi e intatti, per questo il team pensa che potrebbero trovare spazio in applicazioni biomediche, per il trattamento di alcune patologie. Una fra le migliori candidate sembra essere l’epilessia, caratterizzata da un’alterata attività elettrica nervosa nel cervello. “Si potrebbe pensare a un rilascio farmacologico mirato, sfruttando la apparente selettività di interazione sinaptica (cioè a livello della unità funzionale di base dei neuroni) di questi nano materiali“, conclude Ballerini.
