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Punti quantici nel cervello: possibile cura per Alzheimer e Parkinson
I punti quantici possono rompere le proteine nel cervello che causano il Parkinson e l'Alzheimer. (Fonte: May C. Schiess, Roger Back, UT Medical School/Science Photo Library)
Piccole particelle chiamate «punti quantici» riducono i sintomi nei topi che sviluppano un tipo di Parkinson e bloccano anche la formazione dei gruppi di proteine tossiche nell'Alzheimer. Potrebbero un giorno essere un nuovo trattamento per questi disturbi cerebrali, anche se i test nelle persone sono lontani anni.
I punti quantici hanno una dimensione di solo pochi nanometri, sono così piccoli da essere soggetti ad alcuni effetti strani della fisica quantistica. Hanno proprietà elettroniche e fluorescenti utili e si trovano in alcuni schermi TV e luci a LED.
A differenza della maggior parte delle medicine, le loro minuscole dimensioni implicano che possono passare dal flusso sanguigno al cervello. Byung Hee Hong, della Seoul National University nella Corea del Sud e i suoi colleghi, si sono chiesti se possono influenzare le molecole coinvolte nel Parkinson o in altri disturbi del cervello.
Il Parkinson comporta un progressivo peggioramento dei tremori e dei problemi di movimento. Si pensa che sia causato da una proteina chiamata sinucleina, presente nelle cellule nervose, che si piega in una forma sbagliata, innescando una reazione a catena di misfolding (=errata piegatura) nelle molecole di sinucleina vicine. Ciò porta a un accumulo di lunghi filamenti o "fibrille" della proteina, che uccidono i neuroni.
Sorpresa quantistica
La squadra di Hong ha scoperto che, in un piatto, i punti quantici fatti di grafene (una forma di carbonio) si legano alla sinucleina, e non solo le impediscono di aggregarsi in fibre, ma provocano anche la rottura delle fibre esistenti in singole molecole. "Non ci aspettavamo che i punti quantici inducessero la disaggregazione delle fibrille", afferma Hong.
Successivamente il team ha iniettato punti quantici nei topi che avevano ricevuto iniezioni di fibrille, che normalmente provocano un progressivo peggioramento dei problemi di movimento. Sei mesi dopo, i topi hanno mostrato miglioramenti su due diversi test fisici.
Se il trattamento influenza le persone allo stesso modo, Hong dice che non è chiaro quanto beneficio questo possa portare. "È difficile tradurre i risultati dei topi nei pazienti reali, i cui sistemi sono molto più complicati. Ma crediamo che i punti quantici possano avere effetti positivi, in una certa misura".
Un altro gruppo ha scoperto che i punti quantici si dimostrano promettenti per il morbo di Alzheimer (MA); in modo simile, si legano a una proteina chiamata amiloide e ne riducono l'aggregazione, un processo ritenuto coinvolto in questo tipo di demenza. Tuttavia non sono stati ancora segnalati test in una versione animale dell'Alzheimer.
"Questo potrebbe essere un effetto universale su qualsiasi tipo di processo di fibrillazione correlato a una malattia", afferma Hong. Il suo team sta studiando l'uso di punti quantici nel MA e nella malattia del motoneurone - la condizione che ha colpito Stephen Hawking - altra condizione che coinvolge l'aggregazione proteica.
Sebastien Paillusson del King's College di Londra, che non è stato coinvolto nel lavoro, afferma che i risultati nei topi sono promettenti, ma non dovrebbero aumentare le speranze di nessuno finché l'approccio non sarà stato testato nelle persone. "Sfortunatamente, nel Parkinson ci sono stati molti composti che hanno dimostrato di funzionare nei topi ma non negli umani" [ndt: stessa cosa per l'Alzheimer].
Paillusson ha aggiunto, tuttavia, che è insolito che una qualsiasi cosa possa invertire il processo di formazione delle fibrille: "Questo è un approccio molto nuovo".
Hong dice che se i test di sicurezza sugli animali andranno bene, tra circa due anni potranno iniziare gli esperimenti nelle persone.
Fonte: Clare Wilson in NewScientist (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Donghoon Kim, Je Min Yoo, Heehong Hwang, Junghee Lee, Su Hyun Lee, Seung Pil Yun, Myung Jin Park, MinJun Lee, Seulah Choi, Sang Ho Kwon, Saebom Lee, Seung-Hwan Kwon, Sangjune Kim, Yong Joo Park, Misaki Kinoshita, Young-Ho Lee, Seokmin Shin, Seung R. Paik, Sung Joong Lee, Seulki Lee, Byung Hee Hong & Han Seok Ko. Graphene quantum dots prevent α-synucleinopathy in Parkinson’s disease. Nature Nanotechnology, Published: 9 July 2018, DOI: 10.1038/s41565-018-0179-y
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