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Un altro passo della ricerca medica verso le terapie personalizzate


Come con il caffè o alcool, il modo in cui ognuno elabora il farmaco è unico nel suo genere. la dose ideale di una persona può essere una overdose letale per un’altra persona. Con tale variabilità,risulta  difficile prescrivere esattamente la giusta quantità di farmaci critici, come la chemioterapia o l’insulina.
Ora, un team guidato da un ingegnere biomedico della Stanford,  H. Tom Soh e il borsista postdottorato Peter Mage hanno sviluppato uno strumento di somministrazione dei farmaci che potrebbe rendere più facile per le persone di ottenere la corretta dose di farmaci salvavita. In un articolo pubblicato 10 maggio su  Nature Biomedical Engineering, il gruppo ha dimostrato che la tecnologia potrebbe regolare continuamente il livello di un farmaco chemioterapico negli animali.

“Questa è la prima volta che qualcuno è stato in grado di controllare continuamente i livelli del farmaco nel corpo in tempo reale”, detto Soh. “È un concetto nuovo, con grandi implicazioni, poiché crediamo di poter adattare la nostra tecnologia per controllare i livelli di una vasta gamma di farmaci.”

Monitorare e somministrare

La nuova tecnologia ha tre componenti fondamentali: un biosensore che in tempo reale  monitora continuamente i livelli di farmaco nel sangue, un sistema di controllo per calcolare la giusta dose e un microinfusore  programmabile il quale fornisce quel tanto che basta della medicina per mantenere la dose desiderata.

Il sensore contiene molecole chiamate aptameri che sono appositamente progettate per associare il farmaco di interesse. (Questi aptameri sono il focus del laboratorio di So.). Quando il farmaco è presente nel sangue, la forma cambia aptamero, il sensore elettrico lo rileva. Più farmaco, più aptameri cambiano forma.

Tali informazioni, catturato ogni pochi secondi, vengono instradato attraverso il software che controlla il microinfusore per fornire dosaggi di terapia aggiuntivi, se necessario. I ricercatori chiamano questo sistema: un circuito chiuso che si controlla e regola in modo continuo.

Il gruppo ha testato la tecnologia con la somministrazione del farmaco chemioterapico doxorubicina negli animali. Nonostante le differenze fisiologiche e metaboliche tra i singoli animali, sono stati in grado di mantenere un dosaggio costante tra tutti questi del gruppo di studio, cosa non possibile con i metodi di somministrazione dei farmaci attuali. I ricercatori hanno testato anche per le acutieinterazioni farmaco-farmaco, introducendo deliberatamente un secondo medicamento noto per causare ampie oscillazioni nei livelli del chemioterapico. Ancora hanno trovato che il loro sistema potrebbe stabilizzare i livelli del medicinale per moderare ciò che altrimenti potrebbe essere un picco o tonfo pericoloso.

Se la tecnologia funziona bene nelle persone come negli  studi su animali, potrebbe avere grandi implicazioni, Soh ha detto. “Per esempio, cosa succederebbe se potessimo rilevare e controllare i livelli di glucosio, non solo, ma anche l’insulina e glucagone che regolano i livelli di glucosio?”. Questo potrebbe permettere ai ricercatori di creare un sistema elettronico di replicare della funzione del pancreas per i pazienti con diabete di tipo 1. “È un futuro emozionante”, ha detto Soh.

Prossimi passi

Molti anni di prove ci attendono per garantire che questa tecnologia sia sicura ed efficace per le persone, ma i ricercatori ritengono  potrebbe essere grande passo verso la medicina personalizzata. I medici già sanno che lo stesso farmaco può avere effetti diversi sulle persone con diversi espedienti genetici. Sanno anche che i pazienti che assumono più di un farmaco possono sperimentare interazioni farmacologiche indesiderate. Ma mancano strumenti per affrontare questo.

“Il monitoraggio e controllo del dosaggio effettivo che un paziente sta ricevendo è un modo pratico per prendere in considerazionei fattori individuali”, ha detto Soh. La tecnologia potrebbe essere particolarmente utile per i pazienti oncologici pediatrici, che sono notoriamente difficili da dosare perché il metabolismo dei bambini è di solito diverso dagli adulti.

Il team prevede di miniaturizzare il sistema in modo che possa essere impiantato o indossato dal paziente. Attualmente la tecnologia è un’apparecchiatura esterna, come una flebo intelligente. Il biosensore è un dispositivo delle dimensioni di un vetrino da microscopio. La configurazione attuale potrebbe essere adatta per una chemioterapia , ma non per uso continuo. Il gruppo sta adattando questo sistema con diversi aptameri in modo che possa rilevare e regolare i livelli di altre biomolecole nel corpo.