Sperimentate speciali nanoparticelle per la visione notturna

I ricercatori dell’University of Massachusetts Medical School (UMMS) hanno sviluppato speciali nanoparticelle, testate con successo sui topi, un giorno potrebbe fornire una visione notturna integrata per l’uomo.
Il team nell’ambito di uno studio del febbraio 2019, in collaborazione con scienziati dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, ha iniettato nanoparticelle negli occhi dei topi, hanno conferito la visione a infrarossi per un massimo di 10 settimane con minimi effetti collaterali. Ciò ha permesso loro di vedere la luce infrarossa anche durante il giorno e con sufficiente specificità per distinguere tra diverse forme.
Gli scienziati, dopo aver presentato lo scorso 27 agosto i loro risultati all’American Chemical Society (ACS) Fall 2019 National Meeting & Exposition, hanno ora segnalato i progressi nella realizzazione di versioni di queste nanoparticelle per applicazioni umane.
Gang Han professore associato presso la Facoltà di medicina, dipartimento di chimica e farmacologia molecolare dell’Università del Massachusetts, responsabile dello studio, pubblicato sulla rivista Cell, ha detto:
«Quando osserviamo l’universo, vediamo solo la luce visibile, se avessimo una visione nel vicino infrarosso, potremmo vedere l’universo in un modo completamente nuovo. Potremmo essere in grado di studiare l’astronomia a infrarossi a occhio nudo o avere una visione notturna senza ingombranti attrezzature».
Gli occhi degli umani e di altri mammiferi possono rilevare la luce tra le lunghezze d’onda di 400 e 700 nanometri (nm). La vicina luce a infrarossi (NIR) ha lunghezze d’onda più lunghe: da 750 nm a 1,4 micrometri.
Le termocamere possono aiutare le persone a vedere al buio rilevando le radiazioni NIR emesse da organismi o oggetti, questi dispositivi sono ingombranti e scomodi per le persone che utilizzano questa tecnologia.
Gang Han insieme ai suoi colleghi per ovviare a questo problema, hanno considerato se potevano dare ai topi la visione NIR iniettando nei loro occhi un tipo speciale di nanomateriale, nello specifico le “nanoparticelle di conversione” (UCNP).
Le speciali nanoparticelle, contengono gli elementi delle terre rare, erbio e itterbio, possono convertire i fotoni a bassa energia dalla luce NIR in luce verde ad alta energia che gli occhi dei mammiferi possono vedere.
I ricercatori nel loro precedente studio, hanno indirizzato gli UCNP ai fotorecettori negli occhi dei topi, sollecitando una proteina che si lega a una molecola di zucchero sulla superficie dei fotorecettori. Hanno quindi iniettato gli UCNP che legano i fotorecettori dietro le retine dei topi.
Il team per determinare se i topi iniettati potevano vedere ed elaborare mentalmente la luce NIR, ha condotto diversi test psicologici e comportamentali. I ricercatori in uno dei test, hanno messo i topi in un serbatoio d’acqua a forma di Y, dove un elemento del serbatoio aveva una piattaforma su cui i topi potevano arrampicarsi per sfuggire all’acqua. Qui, il team per la via di fuga ha addestrato i topi a nuotare verso la luce visibile a forma di triangolo; un cerchio illuminato in modo simile segnalava l’elemento senza una piattaforma. I ricercatori hanno quindi sostituito la luce visibile con la luce NIR. Gang Han ha detto:
«I topi con l’iniezione di particelle ogni volta potevano vedere chiaramente il triangolo e nuotarci; i topi senza l’iniezione non potevano vedere o capire la differenza tra le due forme».
Sebbene gli UCNP siano persistiti negli occhi dei topi per almeno 10 settimane e non abbiano causato effetti collaterali evidenti, il team ha affermato di voler migliorare la sicurezza e la sensibilità dei nanomateriali prima di testare le nanoparticelle sugli esseri umani.
Gang Han ha aggiunto:
«Gli UCNP come riportato nel nostro documento sono inorganici, questo comporta alcuni svantaggi. La biocompatibilità non è completamente chiara, abbiamo cercato di migliorare la luminosità delle nanoparticelle per uso umano: nei test, invece di utilizzare elementi di terre rare, stiamo sperimentando UCNP costituiti da due coloranti organici. Abbiamo dimostrato che possiamo realizzare UCNP organici con una luminosità migliorata rispetto a quelli inorganici».
Le “nanoparticelle di conversione” (UCNP) organiche possono emettere luce verde o blu. Inoltre, oltre ad avere proprietà migliorate, i coloranti organici potrebbero anche avere meno ostacoli normativi.
Gang Han in conclusione ha detto:
«La tecnologia delle nanoparticelle potrebbe rivelarsi importante per le applicazioni mediche, come il trattamento delle malattie dell’occhio. Stiamo esaminando come utilizzare la luce NIR per rilasciare un farmaco UNCP specificamente ai fotorecettori».

Pino Silvestri

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Pino Silvestri, blogger per diletto, fondatore, autore di Virtualblognews, presente su Facebook e Twitter.
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