06 | Proteine ​​bioattive dell'uovo di gallina potenziate mediante radiazioni e loro integrazione in prodotti funzionali

Le proteine ​​dell'albume d'uovo di gallina, e in particolare l'ovoalbumina (OVA), rappresentano una piattaforma sostenibile, di grado alimentare e facilmente reperibile per lo sviluppo di ingredienti bioattivi. Nell'ambito del progetto Horizon Europe-Euratom RADOV, è stata studiata l'irradiazione con fascio di elettroni (e-beam) secondo due strategie complementari volte a sfruttare la bioattività intrinseca dell'OVA: in primo luogo, come metodo privo di reagenti per produrre nanoparticelle proteiche antiossidanti a partire da polvere di OVA allo stato solido; in secondo luogo, come tecnica di reticolazione e sterilizzazione simultanea per incorporare l'OVA in una medicazione a base di idrogel di polimeri carboidratici destinata al trattamento di lesioni cutanee radio-indotte.

Nello studio sulle nanoparticelle, l'irradiazione della polvere secca di OVA a 100, 200 e 300 kGy — dosi selezionate in seguito a uno screening preliminare (0–500 kGy) che aveva evidenziato un incremento dose-dipendente della capacità di scavenging dei radicali e di riduzione del ferro (valutate tramite saggi DPPH e FRAP) — ha innescato un auto-assemblaggio controllato in nanoparticelle ben definite e di forma quasi sferica, con dimensioni comprese tra 50 e 80 nm, bassa polidispersione e buona stabilità colloidale in acqua e tampone fisiologico. Le nanoparticelle sono risultate non citotossiche, hanno attenuato l'attivazione di Akt e NF-κB in condizioni di stress glucotossico e pro-infiammatorio, hanno sovraregolato l'espressione di Hsp70, HIF-1α e tioredossina e hanno indotto la formazione di strutture vascolari simil-capillari in vitro. La funzionalizzazione con acido folico, realizzata mediante chimica degli esteri NHS, ne ha dimostrato il potenziale per il rilascio mirato alle cellule. Nel loro complesso, questi risultati indicano che le nanoparticelle di OVA irradiate non sono semplici veicoli passivi di antiossidanti, bensì agenti bioattivi multifunzionali capaci di modulare le risposte cellulari allo stress, sopprimere la segnalazione infiammatoria, potenziare le difese antiossidanti endogene e favorire la riparazione vascolare: una combinazione di attività particolarmente adatta al microambiente delle ferite croniche o dei tessuti danneggiati dalle radiazioni. In uno studio parallelo, l'OVA incorporata in una matrice di PVP/xiloglucano/κ-carragenina, reticolata mediante irradiazione con fascio di elettroni (EB) a 25 kGy, ha prodotto film caratterizzati da maggiore capacità di rigonfiamento, rilascio prolungato della proteina, citocompatibilità, efficacia come barriera batterica, attività pro-cicatrizzante sui fibroblasti e capacità di scavenging dei radicali extracellulari: proprietà perfettamente compatibili con il microambiente ossidativo e infiammatorio tipico delle ustioni indotte da radiazioni.

Nel loro insieme, questi risultati confermano l'irradiazione con fascio di elettroni come una strategia versatile, scalabile e priva di solventi per potenziare la bioattività dell'OVA e trasformarla in prodotti funzionali, che spaziano dai nanocarrier antiossidanti mirati ai materiali avanzati per la cura delle ferite.

Ringraziamenti. Questa ricerca è finanziata dal progetto Horizon Europe EURATOM-IA intitolato "RADiation harvesting of bioactive peptides from egg proteins and their integration in adVanced functional products — RADOV" (progetto n. 101061694). Si ringraziano E.P.S. Egg Powder Specialists per la fornitura dei campioni di ovoalbumina e MP GOKYO FOOD & CHEMICAL CO., LTD per la fornitura della polvere di xiloglucano (XG).