Il MIT sviluppa il primo impianto wireless di glucagone per il diabete

Per le persone affette da diabete di tipo 1, una delle sfide più pericolose e imprevedibili è l'ipoglicemia, un calo improvviso della glicemia che può rapidamente trasformarsi in un'emergenza medica. Ora, i ricercatori del MIT hanno introdotto una soluzione rivoluzionaria: un impianto discreto, sottocutaneo, in grado di rilasciare automaticamente farmaci salvavita quando più necessari.

Delle dimensioni di circa una moneta da 25 centesimi, questo impianto è progettato per fungere da rete di sicurezza on-demand, erogando una dose di glucagone, l'ormone responsabile dell'aumento della glicemia, senza richiedere alcun intervento da parte del paziente. Il suo obiettivo è semplice ma profondo: proteggere i diabetici quando non sono in grado di controllarsi da soli, come durante il sonno o i momenti di confusione, che possono essere particolarmente critici per i bambini piccoli.

Punti Salienti:

• Il primo dispositivo impiantabile al mondo per il salvataggio dell'ipoglicemia, sviluppato dal MIT.
• Rilascia automaticamente il glucagone per stabilizzare livelli pericolosamente bassi di zucchero nel sangue.
• Attivazione manuale o attivata dal sensore, rendendolo ideale per le emergenze durante il sonno o nei bambini.
• si utilizza glucagone in polvere per stabilità a lungo termine all'interno del corpo.
• Testato con successo su topi diabetici, stabilizzando la glicemia entro 10 minuti.
• Funziona anche con l'epinefrina, aprendo le porte al trattamento di emergenza per reazioni allergiche ed eventi cardiaci.
• Si prevede che gli studi clinici sull'uomo inizieranno entro tre anni.

Un guardiano intelligente sotto la pelle

Il dispositivo è un capolavoro di ingegneria di precisione. Contiene una piccola camera piena di glucagone in polvere, una formulazione scelta per la sua stabilità a lungo termine, caratteristica che manca al glucagone liquido. Questo minuscolo serbatoio è sigillato da una sottile lega di nichel-titanio che reagisce al calore. Quando viene inviato un segnale di comando, in modalità wireless da un misuratore di glucosio o attivato manualmente, una leggera corrente elettrica riscalda il metallo a 40 °C, provocandone l'apertura e il rilascio del farmaco.

"Si tratta di un dispositivo pensato per intervenire quando il tempo è critico e il paziente potrebbe non essere in grado di reagire", spiega Daniel Anderson, autore senior e professore di ingegneria chimica al MIT. "È progettato per essere sempre pronto a contrastare un pericoloso calo della glicemia".

Integrazione perfetta con i monitor del glucosio continuo

Una delle caratteristiche più importanti del sistema è la sua capacità di comunicare direttamente con monitoraggi continui della glicemia (CGM). Questi sensori, già ampiamente utilizzati dai diabetici, possono rilevare un rapido calo dei livelli di glucosio. L'impianto è progettato per interfacciarsi con questi dispositivi, ricevendo avvisi e attivando il rilascio di glucagone esattamente quando l'organismo ne ha bisogno.

"Questo tipo di sistema a circuito chiuso, in cui i sensori e i dispositivi di somministrazione dei farmaci sono in costante dialogo, rappresenta un enorme passo avanti nell'assistenza di emergenza", ha affermato Siddharth Krishnan, ricercatore principale del progetto.

Non solo diabete: farmaci di emergenza su richiesta

Oltre alla sua funzione primaria per i pazienti diabetici, l'impianto è in grado di somministrare anche altri farmaci essenziali. Nei test di laboratorio, il team ha dimostrato l'efficacia del sistema nel rilascio di epinefrina, un farmaco essenziale per il trattamento di gravi reazioni allergiche ed eventi cardiaci. Entro pochi minuti dall'attivazione, il farmaco è entrato in circolo nel flusso sanguigno, dimostrandosi promettente per applicazioni di emergenza più ampie.

Testato con successo negli studi preclinici

Nei primi test sugli animali, il dispositivo è stato impiantato in topi diabetici. Quando il livello di glicemia ha iniziato a scendere pericolosamente, l'impianto è stato attivato e i livelli di glucosio si sono normalizzati entro dieci minuti. Il successo di questi test ha fornito la prova di fattibilità che questo sistema impiantabile poteva fornire interventi salvavita in tempo reale.

Il dispositivo è stato progettato per rimanere funzionale per almeno quattro settimane in questi studi, nonostante la naturale formazione di tessuto cicatriziale attorno all'impianto da parte dell'organismo. Il team si sta ora concentrando sull'estensione di questa durata operativa a un anno o più, il che lo renderebbe un'opzione praticabile per l'uso a lungo termine negli esseri umani.

Preparazione per le sperimentazioni umane

Grazie ai promettenti risultati degli studi sugli animali, il team di ricerca sta ora gettando le basi per la sperimentazione clinica sull'uomo, che spera di iniziare entro i prossimi tre anni. Prima di allora, prevede di condurre ulteriori studi preclinici per ottimizzare la longevità del dispositivo e perfezionarne l'integrazione con la tecnologia di monitoraggio del glucosio esistente.

"La nostra visione è un dispositivo che non si limita a essere inserito sotto la pelle, ma che protegge attivamente i pazienti per un anno o più senza la necessità di frequenti sostituzioni", ha affermato Krishnan.

Una nuova frontiera nella risposta medica alle emergenze?

Mentre l'attenzione iniziale rimane su cura del diabete, i ricercatori credono che questa tecnologia potrebbe annunciare un cambiamento più ampio nel modo in cui vengono somministrati i farmaci di emergenza. Il concetto di un sistema di somministrazione di farmaci impiantabile e on-demand apre le porte a future applicazioni in cui i secondi fanno la differenza tra la vita e la morte.

"Questo potrebbe cambiare completamente il nostro modo di concepire la somministrazione di farmaci d'urgenza", ha osservato Robert Langer, professore al MIT Institute e coautore dello studio. "Siamo ottimisti sul fatto che questa tecnologia si evolverà per assistere non solo i pazienti diabetici, ma chiunque possa aver bisogno di una somministrazione immediata di farmaci in momenti critici".