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Nutraceutici più efficaci e meno tossici, grazie alle nanospugne

foto: Mahbod Akhzami / Unsplash

Il crescente interesse dei consumatori per i prodotti nutraceutici, sostanze di origine naturale in grado di svolgere una funzione benefica sull’organismo, spinge i produttori verso una continua ricerca di nuove molecole bioattive. Tuttavia, queste molecole presentano normalmente problemi di solubilità o stabilità che rischiano di annullare gli effetti benefici, oltre che renderne poco gradevole il consumo. Il nostro gruppo di ricerca lavora per produrre una nuova matrice molecolare in grado di superare questi ostacoli.

Oggigiorno il mercato, complice anche il marketing, è invaso da molteplici alimenti funzionali, cioè alimenti freschi o trasformati, ricchi di molecole in grado di avere effetti benefici sul nostro organismo, ad esempio controllando i livelli di colesterolo, contribuendo alla protezione delle articolazioni, limitando gli stati ansiosi, ecc. Le molecole responsabili di questi effetti biologici, come per esempio i grassi Omega 3, i flavonoidi, o ancora vitamine e minerali vengono classificate come nutraceutici, e si trovano facilmente in una dieta equilibrata.
Tuttavia il veloce deperimento di alcuni di questi composti (pensiamo per esempio alla vitamina C in un succo confezionato) e la necessità di aggiungere nuovi principi attivi per aumentare e migliorare le proprietà benefiche di alcuni alimenti pone alla ricerca nuove sfide. L’aggiunta infatti di nuovi principi attivi sotto forma di composti bioattivi (ad esempio il resveratrolo, che ha proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e di protezione dei vasi sanguigni), comporta alcuni problemi. Due su tutti: la scarsa stabilità e solubilità che possono rendere il consumo del prodotto finale non gradevole per il consumatore o annullare gli effetti positivi sull’organismo.

Noi proponiamo una soluzione efficace che risiede nelle ciclodestrine (CD). Si tratta di un gruppo di carboidrati che, grazie alla loro forma a "ciambella", sono in grado di proteggere le molecole chiave di alcuni nutraceutici dalla degradazione e di aumentarne la solubilità e biodisponibilità, ovvero la capacità di assorbimento intestinale. Occorre tuttavia fare passi ulteriori per migliorare queste caratteristiche e fornire a queste molecole maggiori capacità di formare composti (complessare) di un più ampio spettro di molecole.
Tra le idee in campo si è fatta strada quella di sviluppare polimeri reticolari di CD, noti con il termine di nanospugne (nanosponge in inglese, figura 1) su cui si sta concentrando il nostro gruppo di ricerca che, tra gli altri, ha pubblicato sull’argomento questo studio recente.

Come suggerisce il nome, questi reticoli presentano porosità interstiziali tra le singole molecole di CD, con eventuale distribuzione di carica elettrica (polarità) non definita a priori ma modulabile: due caratteristiche che le pone in grado di aggregare un più ampio spettro di molecole. Caratteristica altrettanto importante delle NS è la completa assenza di tossicità, come abbiamo dimostrato qui.
Nello specifico, il nostro gruppo di ricerca ha iniziato a lavorare su diversi composti della famiglia chimica degli alcaloidi (qui lo studio) e degli stilbeni (qui e qui) che hanno un buon potenziale di applicazione negli alimenti e che in futuro potremmo trovare sul mercato come veri e propri alimenti funzionali.

Per quanto riguarda gli alcaloidi, lavoriamo con l’acido chinurenico (presente in tracce in numerosi alimenti come broccoli, patate, spezie, ecc.) che ha dimostrato di avere un importante effetto neuroprotettivo. L'aggiunta di nanospugne ha permesso di aumentare la sua capacità antiossidante.
Il resveratrolo e l'ossiresveratrolo sono stati incapsulati in nanospugne di varia natura, che sono state in grado non solo di aumentare la capacità di assorbimento intestinale di queste molecole, ma anche di prevenirne la degradazione e di rafforzare le proprietà anti-tumorali, antiossidanti e anti-invecchiamento. È importante sottolineare che grazie all'aumento della biodisponibilità, potremmo ottenere gli stessi risultati terapeutici riducendo le dosi necessarie e quindi riducendo o eliminando i possibili effetti collaterali, con risparmi anche economici.

E non finisce qui. Esiste un’altra possibile applicazione delle nanospugne: la rimozione di tossine dall’organismo, come abbiamo dimostrato qui. Abbiamo infatti impiegato diverse NS per rimuovere i metaboliti detti indolici, che sono naturalmente prodotti dal microbiota e altamente tossici per le persone affette da insufficienza renale cronica. Il risultato per questi pazienti è poter procrastinare l’ingresso in dialisi.

In sintesi, abbiamo visto che, sebbene disponiamo di una quantità considerevole di molecole bioattive, ottime candidate per essere impiegate nella produzione di nutraceutici, è necessario conoscerne a fondo le proprietà e criticità, al fine di individuare la migliore strategia per un’efficace veicolazione.

Grazie all’utilizzo delle nostre nanosugne potremmo in futuro utilizzare i nutraceutici in modo più efficiente, migliorando la bioattività e provvedendo contemporaneamente all’eliminazione delle tossine generate dai processi metabolici… Un 2x1 tutto made in Italy!

Gruppo di ricerca: Francesco Trotta (coordinatore), Adrián Matencio, Fabrizio Caldera, Gjylije Hoti, Silvia Lucia Appleton, Claudio Cecone, Alberto Rubin Pedrazzo, Yousef Khazaei Monfared, Azam Rezayat e Zeinab Zohreband.
Adrián Matencio, primo autore di questo racconto, si è unito al gruppo con una borsa di studio post dottorato doctoral della Fondazione Séneca (Murcia, Spagna)


IMMAGINI

Questa storia di ricerca si trova in:


un racconto di
Adrian Matencio Duran
Francesco Trotta
DIPARTIMENTO / STRUTTURA

Pubblicato il

26 marzo 2021

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