Cerotti con microaghi che ripristinano i capelli nei topi calvi

L'intelligenza artificiale aiuta i ricercatori a progettare cerotti con microaghi che ripristinano i capelli nei topi calvi

La caduta dei capelli è indesiderabile per molti uomini - e donne - perché la propria pettinatura è spesso strettamente legata alla propria autostima. E mentre alcune persone lo abbracciano, altri vorrebbero poter far ricrescere i loro capelli perduti.

L'alopecia androgenetica (AGA) è una forma comune di caduta dei capelli, causata principalmente dalla disregolazione dei follicoli piliferi (HF) indotta dallo stress ossidativo.

Ora, i ricercatori che hanno riferito in Nano Letters (1) di ACS hanno utilizzato l'intelligenza artificiale (AI) per prevedere i composti che potrebbero neutralizzare le specie reattive dell'ossigeno che causano la calvizie nel cuoio capelluto. Utilizzando il miglior candidato, hanno costruito un cerotto con 'proof-of-concept microneedle' e hanno rigenerato efficacemente i peli dei topi.

La maggior parte delle persone con una notevole perdita di capelli è affetta da alopecia androgena, chiamata anche calvizie maschile o femminile. In questa condizione, i follicoli piliferi possono essere danneggiati da androgeni, infiammazione o una sovrabbondanza di specie reattive dell'ossigeno, come i radicali liberi dell'ossigeno. Quando i livelli di radicali liberi dell'ossigeno sono troppo alti, possono sopraffare gli enzimi antiossidanti del corpo che in genere li tengono sotto controllo. Superoxide dismutase (SOD) è uno di questi enzimi e i ricercatori hanno recentemente creato imitazioni SOD chiamate “nanozimi”. Ma finora, quelli che sono stati segnalati non sono molto bravi a rimuovere i radicali liberi dell'ossigeno. Quindi, la dottoressa Lina Wang (2), il dottor Zhiling Zhu (3) e colleghi volevano vedere se l'apprendimento automatico, una forma di intelligenza artificiale, potesse aiutarli a progettare un nanozima migliore per il trattamento della caduta dei capelli.

I ricercatori hanno scelto i composti del tiofosfato del metallo di transizione come potenziali candidati ai nanozimi. Hanno testato modelli di apprendimento automatico con 91 diverse combinazioni di metalli di transizione, fosfato e solfato e le tecniche hanno previsto che MnPS 3 avrebbe la più potente capacità simile a SOD. Successivamente, i nanosheet MnPS 3 sono stati sintetizzati attraverso il trasporto chimico di vapore di polveri di manganese, fosforo rosso e zolfo. Nei test iniziali con cellule di fibroblasti cutanei umani, i nanosheet hanno ridotto significativamente i livelli di specie reattive dell'ossigeno senza causare danni.

Sulla base di questi risultati, il team ha preparato cerotti con microaghi MnPS 3 e ha trattato con essi modelli murini affetti da alopecia androgena. Entro 13 giorni, gli animali hanno rigenerato ciocche di capelli più spesse che coprivano più densamente i loro glutei precedentemente calvi rispetto ai topi trattati con testosterone o minoxidil. I ricercatori affermano che il loro studio ha prodotto sia un trattamento con nanozimi per la rigenerazione dei capelli, sia ha indicato il potenziale per metodi computerizzati da utilizzare nella progettazione di future terapie con nanozimi.

Gli autori riconoscono il finanziamento della National Natural Science Foundation of China e della Natural Science Foundation della provincia cinese di Shandong.

L'American Chemical Society (ACS) (4) è un'organizzazione no-profit fondata dal Congresso degli Stati Uniti. La missione di ACS è quella di promuovere l'impresa chimica più ampia e i suoi professionisti a beneficio della Terra e di tutta la sua gente. La Società è un leader globale nella promozione dell'eccellenza nell'educazione scientifica e nel fornire accesso alle informazioni e alla ricerca relative alla chimica attraverso le sue molteplici soluzioni di ricerca, riviste sottoposte a revisione paritaria, conferenze scientifiche, eBook e periodici settimanali Notizie di chimica e ingegneria. Le riviste ACS sono tra le più citate, più affidabili e più lette all'interno della letteratura scientifica; tuttavia, la stessa ACS non conduce ricerche chimiche. In qualità di leader nelle soluzioni di informazione scientifica, la sua divisione CAS collabora con innovatori globali per accelerare le scoperte curando, collegando e analizzando la conoscenza scientifica mondiale. Gli uffici principali di ACS sono a Washington, DC e Columbus, Ohio.

Riferimenti:

(1) Machine Learning Guided Discovery of Superoxide Dismutase Nanozymes for Androgenetic Alopecia

(2) Lina Wang

(3) Zhiling Zhu

(4) American Chemical Society (ACS)

Descrizione foto: I capelli sono ricresciuti più spessi nei topi trattati con un cerotto microneedle di manganese-nanozima (immagine sul lato destro, etichettato MnMNP) rispetto a quelli trattati con testosterone come controllo (immagine sul lato sinistro). - Credit: Adapted from Nano Letters 2022.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: AI helps researchers design microneedle patches that restore hair in balding mice