Fiocchidigrafenepercalmarelesinapsi
Latecnologiaalgrafeneaprenuoviorizzontiterapeutici
10maggio2016
Tamponarel’attivitàdellesinapsiconunatecnologiainnovativabasatasulgrafene,questaèl’idea
allabasedellavoroappenapubblicatosullarivistaACSNano,coordinatodallaScuola
InternazionaleSuperiorediStudiAvanzati(SISSA)diTriesteedall’UniversitàdiTrieste.Lostudio
inparticolarehasvelatol’efficaciadeifiocchidiossidodigrafenediinterferireconl’attivitàdelle
sinapsieccitatorie,uneffettocheinfuturopotrebbeesseresfruttatopernuovitrattamentidi
patologiecomel’epilessia.
IllaboratoriodiLauraBalleriniallaSISSA,incollaborazioneconl’UniversitàdiTrieste,l’Università
diManchesterel’UniversitàdiCastilla-laMancha,hascopertounnuovoapprocciopermodulare
l’attivitàdellesinapsi.Questametodologiapotrebbeessereutileneltrattamentodicondizioni
patologichedovel’attivitàelettricanervosaèalterata.BallerinieMaurizioPrato(Universitàdi
Trieste)sonoiprincipalinvestigatordelprogettocheèinseritonellaflagshipeuropeadelgrafene,
un’ampiacollaborazioneinternazionaledelladurataprevistadidiecianni(perunmiliardodieuro
difinanziamento)chestudiagliusiinnovatividiquestomateriale.
Leterapietradizionaliperlemalattieneurologicheingeneresibasanosull’utilizzodifarmaci
miratiadagirenelcervelloodiapproccineurochirurgici.Oggiperòlatecnologiadelgrafene
sembramoltopromettenteinquestotipodiapplicazioni,eperquestostaricevendomolta
attenzionedapartedellacomunitàscientifica.IlmetodostudiatodaBalleriniecolleghisibasa
sull’usodi“nano-fiocchi”(flake)digrafene,ingradoditamponarel’attivitàdellesinapsi
semplicementeconlaloropresenzainloco.
“Abbiamosomministrato–incondizionidiesposizione“cronica”,cioèripendol’operazioneogni
giornopercircaunasettimana-dellesoluzioniacquosedifiocchidigrafeneanormalicolturedi
neuronisuvetrino.Grazieall’analisifunzionaledell’attivitàelettricaneuronaleabbiamopoi
tracciatol’effettosullesinapsi”,spiegaRossanaRauti,ricercatricedellaSISSAeprimaautrice
dellaricerca.
Negliesperimentiledimensionideifiocchipotevanovariare(10microno80nanometri)come
ancheiltipodigrafene:inunacondizionesiusavagrafenenormaleinun'altraossidodigrafene.
“L’effettodi‘tamponamento’dell’attivitàsinapticasiottieneconifiocchipiùpiccolidiossidodi
grafeneenonnellealtrecondizioni”,spiegaBallerini.“L’effettoèsistematicoeselettivoperle
sinapsieccitatorie,mentreèassenteinquelleinibitorie”.
Questionedidimensioni
Qualèl’originediquestaselettività?“Sappiamocheinlineadimassimailgrafenenoninteragisce
chimicamenteconlesinapsi,ocomunqueinmanieralimitata,ilsuoeffettoèprobabilmente
dovutoallasemplicepresenzaincorrispondenzadellesinapsi”,spiegaDenisScaini,ricercatore
dellaSISSAfragliautoridellostudio.“Nonabbiamoancoraprovedirette,malanostraipotesiè
checisiaunlegameconl’ampiezzadellospaziosinaptico”.
Unasinapsièunpuntodicontattofraunneuroneeunaltrodoveilsegnaleelettriconervoso
“salta”dall’unitàpresinapticaaquellapostsinaptica.Nelpuntodicontattoc’èinrealtàunpiccolo
spazio,unadiscontinuitàdoveilsegnaleelettricoviene“tradotto”inneurotrasmettitoree
rilasciatodallaterminazionepresinapticanellospazioextracellulareeriassorbitodaquella
postsinaptica,peresseretradottonuovamenteinsegnaleelettrico.Lalarghezzadellospazio
variaasecondadeltipodisinapsi:“perquelleeccitatoriedelsistemastudiato,èpiùaccessibile,
quindimaggioreèlaprobabilitàcheifiocchidigrafeneviinteragiscano,adifferenzadiquelle
inibitorie,menofisicamenteaccessibiliinquestomodellosperimentale”,spiegaScaini.
Unaltroindiziocheportaapensarechedistanzeedimensionipotrebberoesserecrucialinel
processoèdatodall’osservazionecheilgrafenesvolgelasuafunzionesolonellaformaossidata.
“Ilgrafenenormalesipresentacomeunfogliettodistesoeabbastanzarigido,mentrel’ossidoha
unaspettopiùaccartocciatoeperquestopotrebbefavorirel’interfacciaconlospaziosinaptico”
aggiungeRauti.
Lasomministrazionedisoluzionidifiocchidigrafenelasciaineuronivivieintatti,perquesto
motivoilteampensachepotrebberotrovarespazioinapplicazionibiomediche,periltrattamento
dialcunepatologie.Unafralemiglioricandidatesembraesserel’epilessia,cheècaratterizzatada
attivitàelettricanervosaalteratanelcervello.“Sipotrebbepensareadunrilasciofarmacologico
miratosfruttandolaapparenteselettivitàdiinterazionesinaptica(cioèalivellodellaunità
funzionaledibasedeineuroni)diquestinanomateriali”,concludeBallerini.
LINKUTILI:
• Linkall’articolooriginalesuACSNano:
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.6b00130
IMMAGINI:
• Neuronieossidodigrafeneincoltura.Crediti:ModificatodaRautietalACSNano2016
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