Preparation and Characterization of Creatine Microparticles With In Vitro Assessment and In Vivo Intranasal Delivery
Questo studio dimostra che la somministrazione intranasale di microparticelle di creatina, sviluppate tramite auto-assemblaggio di emulsione transitoria per superare i limiti di solubilità acquosa, aumenta in modo sicuro i livelli di creatina cerebrale e migliora la memoria di riconoscimento nei topi senza causare tossicità epiteliale.
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Il cervello è un motore che non smette mai di girare, anche quando dormiamo. Per mantenere i suoi ingranaggi in movimento, esso si affida a un costante apporto di energia. Uno dei protagonisti chiave di questo sistema energetico è una molecola chiamata creatina. Sebbene la maggior parte delle persone conosca la creatina come un integratore che i culturisti assumono per costruire muscoli, essa è altrettanto vitale per il cervello, aiutandolo a tamponare l'energia durante i momenti di alta richiesta. Tuttavia, far arrivare la creatina al cervello è sorprendentemente difficile. Quando una persona assume una pillola di creatina, il corpo ne assorbe la maggior parte nei muscoli, lasciandone pochissima capace di attraversare lo scudo protettivo che circonda il cervello, noto come barriera emato-encefalica. Questa barriera è progettata per tenere fuori le sostanze nocive, ma blocca anche molti medicinali utili. Gli scienziati cercano da tempo un modo per aggirare questo muro senza ricorrere alla chirurgia, e una via promettente è attraverso il naso. Il naso offre una via diretta per il cervello, ma c'è un problema: la quantità di liquido che una persona può spruzzare in sicurezza nel naso è molto piccola, e la creatina non si scioglie bene in acqua. Ciò significa che anche se si riempisse il naso con una soluzione satura, non si riuscirebbe semplicemente a inserire abbastanza farmaco in quello spazio minuscolo per fare una grande differenza.
I ricercatori dell'Università della California, Riverside, hanno deciso di risolvere questo problema cambiando la forma fisica della creatina stessa. Invece di cercare di sciogliere più creatina in un liquido, l'hanno trasformata in minuscole particelle solide sospese in un liquido. Hanno creato queste particelle utilizzando un metodo che prevede il mescolamento della creatina con un solvente e l'uso di onde sonore per scomporre la miscela in una polvere fine e uniforme. L'obiettivo era creare una sospensione che potesse contenere nel naso una concentrazione di farmaco molto più alta di quanto potrebbe mai fare una semplice soluzione acquosa. Per testare se questo approccio fosse sicuro ed efficace, il team ha prima fatto crescere uno strato di cellule nasali umane in una capsula per fungere da sostituto dell'interno di un naso. Hanno esposto queste cellule alle loro nuove particelle di creatina per vedere se le particelle avrebbero danneggiato il tessuto o se non sarebbero riuscite a passare attraverso di esso. I risultati hanno mostrato che le cellule rimanevano sane e la barriera restava intatta, anche quando esposta ad alte concentrazioni di particelle. Inoltre, le particelle si sono spostate con successo attraverso lo strato cellulare, dimostrando che la forma solida poteva attraversare il rivestimento nasale.
Il team ha poi spostato l'esperimento su topi vivi per vedere se le particelle potessero effettivamente raggiungere il cervello e migliorare le funzioni. Hanno diviso i topi in gruppi, somministrando ad alcuni una normale soluzione liquida di creatina e ad altri la nuova sospensione di particelle a varie intensità. Dopo aver somministrato i trattamenti nelle narici dei topi tre volte al giorno per due settimane, i ricercatori hanno testato la memoria degli animali. Hanno utilizzato un semplice test in cui un topo viene posto in una scatola con due oggetti. Dopo essersi abituato alla scatola, un oggetto viene sostituito con uno nuovo. Un topo sano con una buona memoria passerà più tempo a investigare il nuovo oggetto perché ricorda il vecchio. I topi che hanno ricevuto la sospensione di particelle hanno trascorso significativamente più tempo nell'esplorare il nuovo oggetto rispetto a quelli che avevano ricevuto la soluzione liquida o nessun trattamento. Questo comportamento indicava una memoria più acuta.
Per capire perché la memoria fosse migliorata, i ricercatori hanno guardato direttamente all'interno dei cervelli dei topi dopo l'esperimento. Hanno misurato la quantità di creatina in tre regioni specifiche: il bulbo olfattivo, che si trova proprio dietro il naso; l'ippocampo, un centro per la memoria; e il cervelletto, che controlla il movimento. Nel bulbo olfattivo e nell'ippocampo, i topi che avevano ricevuto la sospensione di particelle presentavano livelli di creatina molto più alti rispetto a quelli che avevano ricevuto la soluzione liquida. L'aumento era dose-dipendente, il che significa che i topi che avevano ricevuto la sospensione di particelle più forte avevano i livelli più alti di creatina nei loro cervelli. Nel bulbo olfattivo, la concentrazione è quasi raddoppiata rispetto al valore basale, mentre la soluzione liquida ha fornito solo un modesto aumento. Anche il cervelletto ha mostrato un certo incremento, sebbene l'effetto sia stato meno pronunciato in quel punto. Questi risultati confermano che, trasformando la creatina in una sospensione di minuscole particelle, i ricercatori sono stati in grado di consegnare una dose molto più grande direttamente al cervello rispetto a quanto fosse precedentemente possibile con le soluzioni liquide. Lo studio suggerisce che questo metodo potrebbe essere un modo praticabile per potenziare l'energia cerebrale e la funzione cognitiva senza procedure invasive, a condizione che l'approccio rimanga sicuro per l'uso a lungo termine.
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