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AGI - Un cerotto programmabile in grado di rilasciare farmaci in sequenza può rigenerare il tessuto cardiaco dopo un infarto e ridurre della metà le aree di danno. È la nuova tecnologia sviluppata dagli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT), descritta sulla rivista Cell Biomaterials, che apre la strada a una strategia terapeutica innovativa per i pazienti colpiti da infarto miocardico.
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Il dispositivo, costituito da un sottile idrogel flessibile simile a una lente a contatto, contiene microsfere che custodiscono diversi farmaci rilasciati in momenti precisi, secondo una sequenza sincronizzata con le fasi naturali della guarigione. Nei test sui ratti, il cerotto ha ridotto fino al 50% il tessuto necrotico e aumentato del 33% la sopravvivenza, migliorando la funzione di pompaggio del cuore. "Il tessuto cardiaco danneggiato non si rigenera efficacemente dopo un infarto, e questo porta a una perdita permanente di funzione - spiegano i ricercatori - il nostro obiettivo è restituire forza e resilienza al cuore intervenendo nel punto esatto del danno".
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Il team guidato da Ana Jaklenec e Robert Langer del Koch Institute for Integrative Cancer Research ha impiegato una tecnologia di rilascio farmacologico già sperimentata in precedenza, basata su microparticelle di PLGA (un polimero biodegradabile) che racchiudono il principio attivo come in una tazzina con un coperchio. Variando il peso molecolare dei polimeri che formano il 'coperchio', i ricercatori possono controllare la velocità di degradazione e programmare il rilascio dei farmaci a intervalli prestabiliti.
Il rilascio sequenziale dei farmaci
Nel caso del cuore, sono stati testati tre gruppi di molecole: nei primi tre giorni viene rilasciato neuregulin-1, un fattore di crescita che previene la morte cellulare; dopo una settimana entra in azione il VEGF, che stimola la formazione di nuovi vasi sanguigni; infine, intorno al quattordicesimo giorno, il cerotto libera GW788388, un inibitore della fibrosi che limita la formazione di tessuto cicatriziale. In questo modo, la terapia accompagna il processo biologico di riparazione del muscolo cardiaco, fornendo alle cellule i segnali giusti al momento giusto.
Biocompatibilità e vantaggi della terapia
I ricercatori hanno dimostrato che il materiale, 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 e un aumento della formazione di capillari. Rispetto alla somministrazione endovenosa dei singoli farmaci, la terapia locale tramite cerotto si è dimostrata più efficace e duratura.
Prospettive future e nuove applicazioni
Gli autori sottolineano che due dei tre composti impiegati - neuregulin-1 e VEGF - sono già stati testati in studi clinici sull'uomo, mentre il terzo, GW788388, ha dato risultati promettenti negli animali. Il passo successivo 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.
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