Cerotto "Intelligente" del MIT Promette di Riparare il Cuore Dopo un Infarto
Un innovativo cerotto programmabile, sviluppato da ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT), offre una nuova speranza per la rigenerazione del tessuto cardiaco danneggiato a seguito di un infarto. Il dispositivo, descritto sulla rivista Cell Biomaterials, rilascia farmaci in sequenza, riducendo significativamente le aree di danno e aprendo la strada a una strategia terapeutica avanzata per i pazienti colpiti da infarto miocardico. La tecnologia è stata testata sui ratti, dimostrando una riduzione del tessuto necrotico fino al 50% e un aumento della sopravvivenza del 33%.
Tecnologia e Funzionamento del Cerotto
Il cerotto è costituito da un sottile idrogel flessibile, simile a una lente a contatto, contenente microsfere cariche di diversi farmaci. Questi farmaci vengono rilasciati in momenti specifici, sincronizzati con le fasi naturali del processo di guarigione. Questa sequenza programmata permette di intervenire nel punto esatto del danno, restituendo forza e resilienza al cuore.
Il team di ricerca, guidato da Ana Jaklenec e Robert Langer del Koch Institute for Integrative Cancer Research, ha utilizzato una tecnologia di rilascio farmacologico basata su microparticelle di PLGA, un polimero biodegradabile. Variando il peso molecolare dei polimeri, i ricercatori possono controllare la velocità di degradazione e programmare il rilascio dei farmaci a intervalli prestabiliti.
Rilascio Sequenziale dei Farmaci
Il cerotto rilascia tre gruppi di molecole in sequenza:
- Nei primi tre giorni: neuregulin-1, un fattore di crescita che previene la morte cellulare.
- Dopo una settimana: VEGF, che stimola la formazione di nuovi vasi sanguigni.
- Intorno al quattordicesimo giorno: GW788388, un inibitore della fibrosi che limita la formazione di tessuto cicatriziale.
Questa terapia accompagna il processo biologico di riparazione del muscolo cardiaco, fornendo alle cellule i segnali giusti al momento giusto.
Biocompatibilità e Vantaggi della Terapia
Il materiale utilizzato, composto da alginato e PEGDA, è biocompatibile e si degrada gradualmente fino a diventare una sottile pellicola nell'arco di un anno, senza interferire con la contrazione del cuore. Il dispositivo potrebbe essere applicato direttamente durante un intervento di bypass, integrando il trattamento farmacologico alla chirurgia di rivascolarizzazione.
Gli esperimenti su colture cellulari e modelli animali hanno evidenziato:
- Una netta riduzione della fibrosi.
- Una maggiore sopravvivenza delle cellule cardiache.
- Un aumento della formazione di capillari.
La terapia locale tramite cerotto si è dimostrata più efficace e duratura rispetto alla somministrazione endovenosa dei singoli farmaci.
Prospettive Future e Nuove Applicazioni
Due dei tre composti impiegati, neuregulin-1 e VEGF, sono già stati testati in studi clinici sull'uomo, mentre il GW788388 ha dato risultati promettenti negli animali. Il prossimo passo sarà la sperimentazione del cerotto su modelli più complessi, in vista di una futura applicazione clinica.
Secondo i ricercatori, il principio del rilascio sequenziale e programmabile potrebbe essere esteso ad altre patologie che richiedono trattamenti in più fasi, come la rigenerazione ossea o la riparazione di tessuti dopo interventi chirurgici. Il gruppo sta inoltre esplorando la possibilità di integrare le microparticelle in stent o impianti endovascolari che rilascino i farmaci in modo controllato senza necessità di interventi invasivi.
Lo studio, realizzato in collaborazione con la Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada e il National Heart, Lung, and Blood Institute degli Stati Uniti, conferma il potenziale dell'ingegneria dei biomateriali nel campo della medicina rigenerativa.
Conclusione
Il cerotto "intelligente" del MIT rappresenta una promettente innovazione per il trattamento post-infarto, offrendo un approccio terapeutico mirato e sequenziale per la rigenerazione del tessuto cardiaco. La tecnologia, già testata con successo su modelli animali, apre nuove prospettive per migliorare la qualità della vita dei pazienti colpiti da infarto miocardico e potrebbe essere estesa ad altre patologie che richiedono trattamenti in più fasi.