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La tela del ragno ispira impianto rimovibile che può controllare il diabete di tipo 1

Per oltre un milione di americani che vivono con diabete di tipo 1, le iniezioni giornaliere di insulina sono letteralmente una questione di vita o di morte. E mentre non esiste una cura, un gruppo di ricerca guidato dalla Cornell University ha sviluppato un dispositivo che potrebbe rivoluzionare la gestione della malattia.

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Nel diabete di tipo 1, i gruppi di cellule pancreatiche (isole) che producono insulina sono distrutti dal sistema immunitario del corpo. Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Minglin Ma del Dipartimento di Ingegneria Biologica e Ambientale, ha ideato un metodo ingegnoso per impiantare centinaia di migliaia di cellule insulari in un paziente. Sono protetti da un sottile rivestimento in idrogel e, cosa più importante, le celle rivestite sono attaccate a un filo di polimero e possono essere rimosse o sostituite facilmente quando sono sopravvissute alla loro impiego.

Il trapianto di cellule insule che producono insulina è un’alternativa alla terapia insulinica, ma richiede una somministrazione di farmaci immunosoppressivi a lungo termine. Un approccio ben studiato per evitare la risposta del sistema immunitario è quello di rivestire e proteggere le cellule in minuscole capsule di idrogel, centinaia di micron di diametro. Tuttavia, queste capsule non possono essere estratte dal corpo facilmente, dal momento che non sono collegate tra loro e ce ne sono centinaia di migliaia.

“Quando falliscono o muoiono, devono uscire”, afferma Ma. “Non vuoi mettere qualcosa nel corpo che non puoi estrarre, con il nostro metodo, non è un problema.”

Prendendo spunto dal modo in cui le perline d’acqua formano una ragnatela, Ma e la sua squadra ha prima tentato di collegare le capsule contenenti cellule insulari attraverso una stringa, ma si sono resi conto che sarebbe stato meglio posizionare lo strato di idrogel uniformemente attorno a una stringa. Quella corda: un filo polimerico nanoporoso a rilascio di calcio ionizzato.

Questo filo – che il gruppo ha soprannominato TRAFFIC (fibra di alginato rinforzata con filo per l’incapsulamento delle isole) – è stato ispirato dalla tela di un ragno ma, secondo Ma, è ancora meglio perché l’idrogel copre il filo in modo uniforme.

“Non hai spazi vuoti tra le capsule”, ha detto. “Con la seta di un ragno, hai ancora degli spazi vuoti tra le perle d’acqua, nel nostro caso le lacune sarebbero cattive in termini di tessuto cicatriziale e simili”.

Questa terapia comporterebbe un intervento laparoscopico minimamente invasivo per impiantare circa 3 metri di filo ricoperto di idrogel nella cavità peritoneale del paziente.

TRAFFIC ha ricevuto la protezione del brevetto con l’aiuto del gigante farmaceutico danese Novo Nordisk, che ha sviluppato l’insulina iniettabile più di 90 anni. Altri coautori includono il professore Dan Luo nel Dipartimento di Ingegneria Biologica e Ambientale, il ricercatore postdottorato Wei Song, gli studenti di dottorato Jason Lu e Yehudah Pardo, il postdoc di scienza delle fibre Dahua Shou, il professore di scienze nutrizionali Ling Qi e postdoc Yewei Ji.



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