In een recent experiment is onderzoekers hebben in het laboratorium gouden nanodeeltjes ontwikkeld om de celdood van neuronen die worden blootgesteld aan overmatige opwinding te verminderen. De studie is het resultaat van een internationale samenwerking gecoördineerd door Roberto Fiammengo, onderzoeker bij het Centrum voor Biomoleculaire Nanotechnologieën van het IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Italiaans Instituut voor Technologie) in Lecce (Italië). Het internationale team betrekt ook collega's van de Universiteit van Genua, Imperial College Londen, King's College Londen, het Centrum voor Synaptische Neurowetenschappen en Technologie van het Istituto Italiano di Tecnologia in Genua en het Max Planck Instituut voor Medisch Onderzoek in Heidelberg.

Overmatige stimulatie van neuronen door de neurotransmitter glutamaat, die meestal betrokken is bij de prikkelende communicatie tussen neuronen, kunnen zenuwcellen beschadigen en hun degeneratie veroorzaken. Dit fenomeen, bekend met de term excitotoxiciteit, komt vaak voor bij veel neuro-inflammatoire en neurodegeneratieve ziekten, zoals de ziekte van Alzheimer en de ziekte van Huntington, maar ook bij epilepsie, hersentrauma en beroerte.

Vooral, deze nanodeeltjes zijn ontworpen en voorbereid door het IIT-team in Lecce (Italië), en zijn gefunctionaliseerd met peptiden die selectieve remming mogelijk maken van extrasynaptische glutamaatreceptoren die betrokken zijn bij de excitotoxiciteit. In feite, de grootte van de nanodeeltjes is 20, die 50 keer groter is dan die van klassieke geneesmiddelen, wat resulteert in de blokkering van alleen de receptoren die zich buiten de synapsen bevinden. Op deze manier, correcte neurotransmissie wordt behouden terwijl de overmatige activering die leidt tot celdood wordt vermeden.

Het moleculaire mechanisme dat ten grondslag ligt aan het neuroprotectieve effect van de nanodeeltjes is opgehelderd door het experimentele werk uitgevoerd door Pierluigi Valente aan de Universiteit van Genua, in samenwerking met Fabio Benfenati's groep van het Centrum voor Synaptische Neurowetenschappen en Technologie van het IIT in Genua (Italië).

De resultaten van dit onderzoek vormen de basis voor de behandeling van neurologische aandoeningen waarbij de overmatige afgifte van glutamaat aan de basis ligt van de pathologie. De mogelijkheid om specifiek extrasynaptische receptoren te blokkeren, voornamelijk verantwoordelijk voor celdood, zonder de synaptische transmissie te verstoren, opent veelbelovende perspectieven voor gerichte therapie zonder grote bijwerkingen.

"We hebben nanodeeltjes ontwikkeld met unieke en noodzakelijke eigenschappen om te beantwoorden aan de aanwijzingen van neurobiologen en fysiologen, ", zegt Roberto Fiammengo. "Het coördineren van zo'n multidisciplinaire groep onderzoekers was een buitengewoon stimulerende taak, en de verkregen resultaten laten zien dat dit de winnende aanpak is."

Pierluigi Valente van de Universiteit van Genua, eerste auteur van het artikel, zegt, "Zelfs als, momenteel, de ontwikkelde nanodeeltjes kunnen niet worden gebruikt in therapie, deze studie laat zien hoe nanotechnologie belangrijke indicaties kan bieden voor de behandeling van veel neuro-inflammatoire en neurodegeneratieve ziekten."