Le nanoparticelle artificiali influenzano la frequenza cardiaca

Le nanoparticelle artificiali stanno diventando sempre più diffuse nella vita moderna. Tuttavia, la loro influenza sulla nostra salute e i meccanismi attraverso i quali condizionano il corpo umano rimangono in gran parte avvolti nel mistero. Utilizzando un cosiddetto cuore Langendorff, un team di scienziati della Technische Universitaet di Monaco di Baviera (TUM) e della Helmholtz Zentrum di Monaco   per la prima volta hanno dimostrato che le nanoparticelle selezionate artificiali hanno un effetto diretto sulla frequenza  e sul ritmo cardiaci. Gli scienziati presenteranno  i loro risultati nella rivista Nano ACS.

Alla luce della crescente domanda di nanoparticelle artificiali in medicina e nell’industria, è importante per i produttori  capire quanto queste particelle influenzano le funzioni corporee e quali meccanismi sono in gioco – domande alle quali sono state date scarse risposte. Studi su malati di cuore hanno dimostrato da decenni che il materiale particolato ha un effetto negativo sul sistema cardiovascolare. Eppure, non era chiaro se le nanoparticelle nuocessero direttamente o indirettamente, ad esempio attraverso processi metabolici o reazioni infiammatorie. Le reazioni del corpo sono semplicemente troppo complesse. Utilizzando un cosiddetto cuore Langendorff, gli scienziati del Helmholtz Zentrum di Monaco di Baviera Monaco di Baviera e TU sono stati per la prima volta in grado di dimostrare che le nanoparticelle hanno un effetto misurabile sul cuore. Quando viene esposto ad una serie di comuni nanoparticelle artificiali, il cuore reagisce a certi tipi di particelle con un aumento della frequenza cardiaca, aritmia cardiaca e vengono modificati i valori ECG che sono tipici delle malattie cardiache.”Usiamo il cuore come un rivelatore”, spiega il professor Reinhard Niessner, direttore dell’Istituto di Hydrochemistry al Muenchen TU. “In questo modo siamo in grado di verificare se le specifiche nanoparticelle  hanno un effetto sulla funzione cardiaca. Tale opzione non esisteva fino a questo momento.”

Gli scienziati possono anche usare questo nuovo modello di cuore per fare luce sul meccanismo con cui le nanoparticelle influenzano la frequenza cardiaca. Per fare questo, hanno migliorato il setup sperimentale di Langendorff  permettendo alla soluzione nutritiva di essere immessa nel circuito una volta che ha  attraversato il cuore. Questo consente agli scienziati di arricchire le sostanze rilasciate dal cuore e capire la reazione del cuore alle nanoparticelle. Questo modello nuovo di cuore può rivelarsi particolarmente utile nella ricerca medica. Le nanoparticelle artificiali sono sempre più utilizzate come mezzi di trasporto.  Le nanoparticelle  trasportano i principi attivi alla loro destinazione nel corpo umano, ad esempio, un tumore. La maggior parte dei primi prototipi di tali “nano contenitori” sono a base di carbonio o silicato. Finora, l’effetto di queste sostanze sul corpo umano è in gran parte sconosciuto. Il  nuovo modello di cuore potrebbe quindi servire come un organo  test per aiutare a selezionare i tipi di particelle che non influenzano il cuore in modo negativo.