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La benda rigenerativa accelera la guarigione nelle ferite diabetiche

La benda rigenerativa promuove la diffusione cellulare e la proliferazione. Le macchie verdi sono cellule vive intrappolate nell’idrogel e macchiate con Calcein-AM. Credito: Ameer Research Lab, Northwestern University

Un semplice graffio o dolore potrebbe non causare allarme per la maggior parte delle persone. Ma per i pazienti diabetici, un graffio non trattato può trasformarsi in una ferita aperta che potrebbe portare a un’amputazione dell’arto o addirittura alla morte.

Un team della Northwestern University ha sviluppato un nuovo dispositivo, chiamato benda rigenerativa, che guarisce rapidamente queste piaghe dolorose e difficili da trattare senza l’uso di farmaci. Durante i test testa a testa, la fasciatura di Northwestern ha guarito le ferite diabetiche il 33% più velocemente di una delle bende più popolari attualmente sul mercato.

“La novità è che abbiamo identificato un segmento di una proteina nella pelle che è importante per la guarigione delle ferite, fatto il segmento e incorporato in una molecola antiossidante che si autoaggrega a temperatura corporea per creare un’impalcatura la quale facilita la capacità del corpo di rigenerare i tessuti nel sito della ferita “, ha detto Guillermo Ameer della Northwestern, che ha guidato lo studio. “Con questo approccio più recente, non stiamo rilasciando farmaci o fattori esterni per accelerare la guarigione e funziona molto bene.”

Poiché la benda sfrutta il potere curativo del corpo senza rilasciare farmaci o prodotti biologici, deve affrontare meno ostacoli normativi. Ciò significa che i pazienti potrebbero vederlo sul mercato molto presto.

La ricerca è stata pubblicata oggi, 11 giugno, negli Atti della National Academy of Sciences. Sebbene il laboratorio di Ameer sia specificamente interessato alle applicazioni per il diabete, il bendaggio può essere usato per curare tutti i tipi di ferite aperte.

La benda rigenerativa accelera la guarigione nelle ferite diabetiche
La benda accelera la rigenerazione dei tessuti in vivo. Una sezione macchiata di tessuto che riassorbe completamente l’idrogel in tutti e quattro i gruppi di post-ferimento. Credito: Ameer Research Lab, Northwestern University

Esperto di biomateriali e ingegneria rigenerativa, Ameer è Daniel Hale Williams, professore di ingegneria biomedica presso la McCormick School of Engineering, professore di chirurgia presso la Feinberg School of Medicine e direttore del nuovo Center for Advanced Regenerative Engineering (CARE) della Northwestern.

La differenza tra una piaga in una persona fisicamente sana rispetto a un paziente diabetico? Il diabete può causare danni ai nervi che portano a intorpidimento delle estremità. Le persone con diabete, quindi, potrebbero sperimentare qualcosa di semplice come una vescica o un piccolo graffio che passa inosservato e non trattato perché non possono sentire di sapere che è lì. Poiché alti livelli di glucosio si addensano anche sulle pareti dei capillari, la circolazione sanguigna rallenta rendendo più difficile la guarigione di queste ferite . È una tempesta perfetta per un piccolo graffio nel diventare una ferita minacciosa o pericolosa per la vita degli arti.

Il segreto dietro la benda rigenerativa di Ameer è la laminina, una proteina presente nella maggior parte dei tessuti del corpo, compresa la pelle. La laminina invia segnali alle cellule, incoraggiandole a differenziarsi, migrare e aderire l’una all’altra. Il team di Ameer ha identificato un segmento di laminina-12 amminoacidi in lunghezza chiamati A5G81 che è fondamentale per il processo di guarigione della ferita.

“Questa particolare sequenza ha attirato la nostra attenzione perché accende i recettori cellulari per far aderire, migrare e proliferare le cellule”, ha detto Ameer. “Poi abbiamo tagliato la sequenza per trovare la dimensione minima di cui avevamo bisogno per farlo funzionare.”

Utilizzando un frammento così piccolo di laminina piuttosto che l’intera proteina, può essere facilmente sintetizzato in laboratorio, rendendolo più riproducibile e mantenendo bassi i costi di produzione. Il team di Ameer ha incorporato A5G81 in una benda di idrogel antiossidante sviluppata in precedenza in laboratorio.

La benda rigenerativa accelera la guarigione nelle ferite diabetiche
La colorazione con immunofluorescenza della ferita dimostra una maggiore espressione della cheratina-10, una proteina presente nella pelle. Credito: Ameer Research Lab, Northwestern University

La natura antiossidante della fasciatura contrasta l’infiammazione. E l’idrogel è termicamente reattivo: si tratta di un liquido che, quando viene applicato al letto della ferita, si solidifica rapidamente in un gel quando esposto alla temperatura corporea. La modifica di fase consente di conformarsi alla forma esatta della ferita.

“Le ferite hanno forme e profondità irregolari, il nostro liquido può riempire qualsiasi forma e rimanere al suo posto”, ha detto Ameer. “Altre bende sono per lo più basate su film di collagene o spugne che possono spostarsi dal sito della ferita”.

I pazienti devono anche cambiare spesso le bende, che possono strappare il tessuto cicatrizzante e ferire nuovamente il sito. La benda di Ameer, tuttavia, può essere risciacquata con soluzione salina fresca, in modo che il tessuto rigenerante rimanga indisturbato.

Non solo la mancanza di farmaci o di farmaci biologici farà muovere la benda sul mercato più velocemente, ma aumenterà anche la sicurezza della fasciatura. Finora, la squadra di Ameer non ha notato effetti collaterali negativi nei modelli animali. Questa è una netta differenza rispetto a un altro prodotto sul mercato, che contiene un fattore di crescita legato al cancro.

“Non è accettabile per i pazienti che stanno cercando di guarire una piaga aperta si trovino ad avere a che fare con un aumentato rischio di cancro”, ha detto Ameer.