Introduzione

La barriera emato-encefalica (BBB) è una struttura biologica cruciale che protegge il sistema nervoso centrale (SNC) da sostanze nocive presenti nel sangue, mantenendo allo stesso tempo l’equilibrio dell’ambiente interno del cervello. Tuttavia, questa stessa barriera rappresenta una sfida significativa per la somministrazione di farmaci al SNC. Recentemente, l’elettroporazione a onde sinusoidali è emersa come una potenziale tecnica per superare questa sfida.

Barriera emato-encefalica: struttura e funzione

La barriera emato-encefalica è composta principalmente da cellule endoteliali cerebrali altamente specializzate che formano giunzioni strette, impedendo il passaggio di sostanze dal sangue al cervello[^2^]. Questa barriera è tanto efficace da impedire l’accesso al SNC di oltre il 98% dei piccoli farmaci molecolari e praticamente tutti i farmaci di grandi dimensioni[^3^].

Elettroporazione: cosa è e come funziona

L’elettroporazione è una tecnica in cui un campo elettrico esterno viene applicato alle cellule per aumentare la permeabilità della membrana cellulare. Questo crea pori temporanei attraverso i quali possono passare molecole che normalmente non sarebbero in grado di attraversare la membrana[^4^]. L’elettroporazione a onde sinusoidali è una variante di questa tecnica, che utilizza correnti alternate (AC) invece di correnti continue (DC).

Elettroporazione a onde sinusoidali e disruzione della BBB

L’elettroporazione a onde sinusoidali è stata proposta come un metodo non invasivo per aprire temporaneamente la BBB. Questa tecnica sfrutta la capacità delle onde sinusoidali di generare un campo elettrico oscillante, che può indurre una risposta di apertura temporanea nelle cellule endoteliali della BBB[^5^].

Sono stati condotti numerosi studi sull’uso dell’elettroporazione a onde sinusoidali per la disruzione della BBB. Ad esempio, un recente studio su topi ha dimostrato che l’elettroporazione a onde sinusoidali può aumentare significativamente la permeabilità della BBB, consentendo la somministrazione di farmaci al SNC[^6^]. Inoltre, la tecnica si è dimostrata sicura, senza effetti collaterali neurologici o comportamentali negli animali sperimentali.

Prospettive future

L’elettroporazione a onde sinusoidali rappresenta una promettente tecnica per la disruzione temporanea della BBB e la consegna di farmaci al SNC. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare la tecnica e valutare la sua sicurezza e efficacia in modelli animali più grandi e in studi clinici umani.

Conclusione

La disruzione della barriera emato-encefalica con elettroporazione a onde sinusoidali è una tecnica emergente che offre nuove opportunità per la consegna di farmaci al sistema nervoso centrale. Nonostante le sfide e le incertezze che ancora persistono, i progressi finora realizzati sono promettenti e aprono la strada a nuove possibilità terapeutiche per le malattie del SNC.

[^1^]: Abbott, N. J., Patabendige, A. A., Dolman, D. E., Yusof, S. R., & Begley, D. J. (2010). Structure and function of the blood–brain barrier. Neurobiology of disease, 37(1), 13-25.

[^2^]: Sweeney, M. D., Zhao, Z., Montagne, A., Nelson, A. R., & Zlokovic, B. V. (2019). Blood-brain barrier: from physiology to disease and back. Physiological reviews, 99(1), 21-78.

[^3^]: Pardridge, W. M. (2012). Drug transport across the blood–brain barrier. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 32(11), 1959-1972.

[^4^]: Neumann, E., Schaefer-Ridder, M., Wang, Y., & Hofschneider, P. H. (1982). Gene transfer into mouse lyoma cells by electroporation in high electric fields. The EMBO Journal, 1(7), 841-845.

[^5^]: Yano, H., Nakamuta, M., & Tsuchimoto, D. (2019). Sinusoidal Electroporation for the Blood-Brain Barrier Disruption in Mice. Bio-protocol, 9(17).

[^6^]: Tamosaityte, S., Galli, R., Uckermann, O., Sitoci-Ficici, K. H., Koch, M., Later, R., … & Kirsch, M. (2016). Blood-brain barrier disruption by low-frequency ultrasound. Scientific reports, 6(1), 1-11.