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Sfere diabetiche

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Un team di ricercatori del MIT ha messo a punto un modo per ridurre tale rigetto del sistema immunitario. In uno studio apparso ieri 18 maggio sul numero fresco di pubblicazione di Nature Materials , hanno scoperto che la geometria dei dispositivi impiantabili ha un impatto significativo sul modo in cui il corpo li tollera.

Anche se i ricercatori si aspettavano che i dispositivi più piccoli potessero essere meglio in grado di eludere il sistema immunitario, hanno scoperto che gli impianti sferici più grandi sono in realtà meglio in grado di mantenere la loro funzione ed evitare l’accumulo di tessuto cicatriziale.

“Siamo rimasti sorpresi da quanto le dimensioni e la forma di un impianto è in grado di influire sulla sua attivazione di una risposta immunitaria. Quanto scoperto è un pezzo importante del puzzle, ma si cercherà di scoprire se per ottenere una minore quantità di tessuto cicatriziale è necessario scegliere la giusta dimensione e la forma “, afferma Daniel Anderson, con il collega Samuel A. Goldblith professori presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica, e membri del Koch Institute del MIT for Integrative Cancer Research e Institute for Medical Engineering and Science (IMES) del MIT, autori dello studio.

I ricercatori sperano di usare questa intuizione per sviluppare ulteriormente un dispositivo impiantabile che potrebbe imitare la funzione del pancreas, offrendo un trattamento a lungo termine per i pazienti diabetici. Tale sistema potrebbe anche essere applicabile ai dispositivi utilizzati per la cura di molte altre malattie.

“Credo che l’intesa raggiunta qui aiuterà gli scienziati a fare passi in avanti non solo sulla creazione di impianti migliori per trattare il diabete, un giorno, ma anche un supporto nella progettazione di qualsiasi tipo di apparecchiatura umana o animale per gestire o diagnosticare la malattia”, affermano altri autori dello studio: i professori Robert Langer  e David H.  Koch Institute del MIT.

Impiantare cellule

Questo studio nasce dagli sforzi dei ricercatori per la costruzione di un pancreas artificiale, che ha avuto inizio diversi anni fa. L’obiettivo è quello di fornire cellule delle isole pancreatiche incapsulate all’interno di una particella in alginato – un polisaccaride naturalmente presente nelle alghe – o altro materiale. Queste cellule impiantate potrebbero sostituire le cellule insulari del pancreas dei pazienti, che sono non funzionali nel diabete di tipo I.

Proprio come cellule insulari normali, queste cellule percepirebbero nel sangue livelli di zucchero e secernerebbero la giusta quantità di insulina per assorbire lo zucchero medesimo, eliminando la necessità di iniezioni di insulina. Tuttavia, se il tessuto cicatriziale circonda le cellule impiantate, non possono fare il loro lavoro.

“Lo scopo di questi dispositivi impiantabili è quello di proteggere le cellule del sistema immunitario, permettendo loro di rimanere in vita e continuare a funzionare”, dice Anderson.

I ricercatori hanno testato le sfere in due dimensioni – 0,5 e 1,5 millimetri di diametro. Nei test sui topi diabetici, le sfere sono state impiantate nella cavità addominale e i ricercatori hanno monitorato la loro capacità di rispondere con precisione alle variazioni dei livelli di glucosio. I dispositivi preparati con le sfere più piccole sono stati completamente circondati dal tessuto cicatriziale e hanno fallito dopo circa un mese, mentre quelli più grandi non sono stati respinti e ha continuato a funzionare per più di sei mesi.

Le sfere più grandi anche eluso la risposta immunitaria nei test in primati non umani. Le sfere più piccole impiantati sotto la pelle sono stati inghiottite dal tessuto cicatriziale dopo solo due settimane, mentre quelle più grandi sono rimaste chiare per un massimo di quattro settimane.

Dimensioni e forma

I ricercatori ritengono che questa scoperta potrebbe essere applicabile a qualsiasi altro tipo di dispositivo impiantabile, compresi i veicoli di somministrazione dei farmaci e sensori per il glucosio, d’insulina, che potrebbero anche contribuire a migliorare il trattamento del diabete. Ottimizzare la dimensione delle particelle e la forma potrebbe anche aiutare gli scienziati nella guida per lo sviluppo di altri tipi di cellule impiantabili nel trattamento di malattie diverse dal diabete.

La ricerca è stata finanziata dal Juvenile Diabetes Research Foundation, Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Foundation Trust, National Institutes of Health, Koch Institute e con sovvenzioni dal National Cancer Institute, Family Foundation Tayebati. Veiseh e dal Dipartimento della Difesa.

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