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Ictus: illuminante trattamento da nano-fotosintesi

(Ictus-Immagine: fette di cervello di topi che hanno ricevuto terapia nano-fotosintetica (a destra) hanno meno neuroni danneggiati, mostrati in verde, rispetto ai topi di controllo (a sinistra).Credito: adattato da Nano Letters 2021 , DOI: 10.10.21 / acs.nanolett.1c00719).

Vasi sanguigni ostruiti nel cervello dei pazienti colpiti da ictus impediscono al sangue ricco di ossigeno di raggiungere le cellule, causando gravi danni. Le piante e alcuni microbi producono ossigeno attraverso la fotosintesi. E se ci fosse un modo per far avvenire la fotosintesi nel cervello dei pazienti? Ora, i ricercatori che hanno riportato in Nano Letters di ACS  il loro lavoro, hanno fatto proprio questo nelle cellule e nei topi, usando alghe blu-verdi e nanoparticelle speciali, in una dimostrazione proof of concept.

Gli ictus provocano la morte di 5 milioni di persone in tutto il mondo ogni anno, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità. Altri milioni sopravvivono, ma spesso soffrono di disabilità, come difficoltà nel parlare, nella deglutizione o nella memoria. La causa più comune è un blocco dei vasi sanguigni nel cervello e il modo migliore per prevenire danni permanenti al cervello da questo tipo di ictus è sciogliere o rimuovere chirurgicamente il blocco il prima possibile. Tuttavia, queste opzioni funzionano solo entro una finestra di tempo ristretta dopo l’ictus e possono essere rischiose. Alghe blu-verdi, come  Synechococcus elongatus, sono state studiate in precedenza per trattare la mancanza di ossigeno nel tessuto cardiaco e nei tumori mediante la fotosintesi. Ma la luce visibile necessaria non può penetrare nel cranio e, sebbene la luce del vicino infrarosso possa passare, non è sufficiente per alimentare direttamente la fotosintesi. Le nanoparticelle “up-conversion”, spesso utilizzate per l’imaging, possono assorbire i fotoni del vicino infrarosso ed emettere luce visibile. Quindi, Lin Wang, Zheng Wang, Guobin Wang e colleghi della Huazhong University of Science and Technology volevano sviluppare un nuovo approccio per i pazienti colpiti da ictus combinando queste parti –  S. elongatus, nanoparticelle e quasi- luce infrarossa – in un nuovo sistema “nano-fotosintetico”.

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Vedi anche:Ictus: avviato progetto rivoluzionario

I ricercatori hanno accoppiato S. elongatus con nanoparticelle di conversione al neodimio che trasformano la luce del vicino infrarosso che penetra nei tessuti in una lunghezza d’onda visibile che i microbi possono utilizzare per fotosintetizzare. In uno studio sulle cellule, i ricercatori hanno scoperto che l’approccio della nano-fotosintesi riduceva il numero di neuroni morti dopo la privazione di ossigeno e glucosio.

I ricercatori hanno quindi iniettato i microbi e le nanoparticelle in topi con arterie cerebrali bloccate ed hanno esposto i topi alla luce del vicino infrarosso. La terapia ha ridotto il numero di neuroni morenti, ha migliorato la funzione motoria degli animali e ha persino aiutato nuovi vasi sanguigni a iniziare a crescere. “Sebbene questo trattamento sia ancora in fase di sperimentazione sugli animali, ha la promessa di avanzare un giorno verso i test clinici sull’uomo”, dicono i ricercatori.

La ricrrca è stata finanziata del National Key Basic Research Program of China, National Natural Science Foundation of China, Ministero cinese per la scienza e la tecnologia, i principali progetti di innovazione scientifica e tecnologica nella provincia di Hubei e il Fondo congiunto del Ministero di Formazione per la pre-ricerca sulle attrezzature.

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Fonte: acs.org

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