ABBIAMO PARLATO DI QUESTO CON LA DR. ANTONIETTA M. GATTI del Laboratorio di Biomateriali all'Università di Modena e Reggio Emilia, coordinatrice del progetto "Nano-pathology: the role of micro and nanoparticles in biomaterial-induced pathology".

- Cosa si intende per nanotecnologie?
   E' difficile dare una risposta sintetica e completa: il concetto di nanotecnologie è legato ad un campo estremamente vasto e ramificato. Fondamentalmente il filo conduttore sono le dimensioni dei corpi con cui si lavora, che rientrano nell'ordine di grandezza dei nanometri (solitamente tra i 5 e i 50 nm). Se si pensa che la cellula non scende oltre il micron (milionesimo di metro) si può ben intuire quanto sia "infinitamente" piccolo qualcosa che misura pochi nanometri (miliardesimi di metro!): siamo infatti nel campo di atomi e molecole, proteine, enzimi.

- In che cosa consistono di preciso le nanotecnologie?
   Le applicazioni sono davvero innumerevoli: dalla biologia alla medicina, alla chimica, alla fisica, all'elettronica e all'informatica, per dirne alcune. In tutti i casi si tratta di manipolare delle polveri nanometriche per costruire materiali particolari utilizzando tecniche all'avanguardia per scavare, incollare, separare, trasportare... Nel caso specifico dell'utilizzo biomedico la finalità precipua è quella di creare delle superfici nanodimensionate che siano atte a recepire determinati composti biologici, come ad esempio le proteine. Oppure si possono utilizzare dei nanoveicoli per trasportare determinate particelle: ad esempio proteine attaccate a granelli di oro, che vengono guidati dalle forze di attrazione chimica a posizionarsi in siti specifici dove rilasciano la proteina. O ancora nanoveicoli e nanotubi per trasportare farmaci in regioni corporee ben precise, capaci, sempre attraverso determinate reazioni chimiche, di somministrare il farmaco solo dove serve.
   Non mancano delle applicazioni più teoriche, che rientrano nel campo della fisiologia molecolare: è possibile per esempio immettere direttamente nella cellula delle nanoparticelle per studiare le reazioni della cellula stessa in seguito alla perturbazione.

- Si parla, a proposito delle nanotecnologie, di materiali biocompatibili. In che senso?
   Materiali compatibili con il nostro organismo esistevano già anche prima dell'avvento delle nanotecnologie: l'ingegneria tissutale è in grado di ricostruire un tessuto, come ad esempio la pelle, partendo da cellule del paziente stesso che vengono coltivate e poi seminate su di un substrato artificiale; tale nuovo tessuto viene poi applicato là dove serve. Oggi si può fare di più, e per questo si parla di biocompatibile. Costruendo delle superfici nanodimensionate, è possibile farle interagire con composti organici come le proteine e poi mettere a contatto tale nuovo materiale coi tessuti biologici. In questo modo il materiale sintetico viene ulteriormente mascherato, mimetizzato e reso ancora più simile al naturale.

- Qual è lo stato della ricerca nanotecnologica a Modena?
   L'Università di Modena e Reggio Emilia si pone in una posizione di rilievo non solo nazionale, ma anche a livello Europeo. Assieme all'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia nonchè ad altre università (Cambridge e Mainz) e Industrie europee, partecipa infatti ad un progetto sulle Nanopatologie, cioè sulle patologie da polveri (sia inalate che ingerite col cibo) finanziato dalla Comunità Europea.
    Il progetto si prefigge di capire quali patologie di origine ignota sono da ascriversi all'ingestione (a nostra insaputa) e all'accumulo di polveri anche in forma nanodimensionata. La novità sta proprio nella modalità d'assunzione, in quanto l'ingresso di queste polveri finissime nel nostro organismo per inalazione è già stato studiato in passato. In vista della prossima apertura di un Centro di Eccellenza per le nanotecnologie al Dipartimento di Fisica ci si pone quindi in anticipo la seguente domanda: siamo veramente sicuri che non ci siano effetti collaterali nell'utilizzo di queste nanoparticelle?
   Qualcosa a dire il vero si sospetta già: è stato verificato che polveri finissime presenti nel cibo non vengono totalmente espulse attraverso le feci ma riescono a superare la barriera intestinale arrivando così a depositarsi attraverso l'apparato circolatorio nel fegato e nei reni. Qui possono provocare granulomatosi che, in grandi quantità e superato un certo valore soglia diventano patologiche.

- Qualsiasi particella, se ingerita, può essere dannosa?
   No, la pericolosità dipende dal tipo di sostanza, dalla quantità ingerita e dalle condizioni preesistenti del soggetto.
   Sicuramente elementi chimici tossici come il mercurio sono pericolosi per chiunque, anche in quantità modesta. In questo caso si è in presenza di polveri da inquinamento ambientale che di per sé non sono tossiche, ma non sono neanche degradabili dal corpo umano. Ecco che allora quando queste riescono a raggiungere i siti più interni del nostro corpo rimangono intrappolate e si accumulano perché l'organismo non è in grado di riutilizzarle né di degradarle, e sono troppo piccole per essere espulse.
   Un dubbio resta però anche per le polveri biodegradabili: se per esempio un nanoveicolo che trasporta un farmaco per il cervello deve essere in grado di raggiungerlo prima di esplicare la sua attività, allora non c'è il rischio che esso possa creare danni all'organismo durante il suo lungo viaggio intracorporeo?


Per saperne di più:
SMAU
   Articoli sulle ultime novità nanotecnologiche.

NMRC
   La rubrica sulla ricerca nanotecnologica dell'Ireland's ICT Research Institute (in inglese).

Fabio Manfredini  05 marzo 2003