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Insulina intelligente tramite un cerotto può essere d’aiuto per le terapie future

Yanqi Ye,

Un cerotto intelligente per la gestione della terapia del diabete tipo 1, una volta che sarà realizzato per l’uomo, potrebbe eliminare la necessità di eseguire costantemente i test della glicemia e non solo, così da aiutare i diabetici a mantenere un livello compensato del glucosio nel sangue (glicemia).

Yanqi Ye, studente in ingegneria biomedica, è tornata a casa in Cina l’anno scorso quando il suo professore alla North Carolina University, Zhen Gu, le ha chiesto se poteva presentare un documento in occasione di una conferenza internazionale sulle terapie biomedicali nel diabete. Divenne un momento “chiave” per gli studi di Ye, che l’ha aiutata a capire che differenza poteva avere il suo progetto di ricerca nella vita dei diabetici.

In quell’occasione ebbe a illustrare la ricerca su cui stava lavorando nell’ingegneria biomedica: usare un cerotto intelligente per insulina e per rilevare i livelli di glucosio, poi quindi somministrare il farmaco nei topi. Una volta tradotto per l’uomo, potrebbe eliminare la necessità di eseguire costantemente esami del sangue e aiutare i diabetici a mantenere un livello più adeguato di glucosio nel sangue. Anche se il progetto è ancora in sperimentazione animale, l’idea ha impressionato tanto un persona presente alla conferenza che ha invitato suo padre diabetico a venire al meeting per incontrare Ye.

“Il padre con un grave forma di diabete in fase avanzata, ha sofferto molto per il dolore alle gambe, una delle complicazioni diabetiche, e il suo medico l’ha costretto a iniettare l’insulina, ma a lui non piaceva”, ha detto Ye.

Il padre dell’uomo voleva sapere quando il cerotto intelligente per l’insulina poteva essere pronto per l’uso umano. Sebbene le prove umane siano ancora lontane, incontrare una persona che potrebbe trarre beneficio dalla sua ricerca ha ispirato Ye.

La patch di insulina intelligente che Ye sta studiando nei topi combina una nanotecnologia composta da minuscoli micro aghi a forma di piramide con le cellule pancreatiche che rilevano i livelli di glucosio. Gli aghi nella patch, ciascuno dei quali misura 800 micrometri, più lunghi e sottili di un capello umano, penetrano solo nello strato superiore della pelle, rendendoli indolori. Un campione del cerotto del topo in una capsula di Petri; è circa la dimensione di un’unghia, con una serie di aghi, nelle file 11 x 11.

Una patch per uso umano sarebbe più grande, con 30 x 30 file di aghi che potrebbero essere coniche o a forma di piramide. Le cellule pancreatiche nel cerotto rilevano i livelli di glucosio di una persona, quindi somministrano l’insulina attraverso la pelle se necessario.



“In un corpo sano, le cellule pancreatiche regolano l’ormone insulina, i diabetici tipo 1 non possono produrre abbastanza insulina, quindi hanno alti livelli di glucosio a causa dell’insulina scarsa o assente”, ha detto Ye.

Questo cerotto minuscolo potrebbe un giorno aiutare a curare il diabete.

Altre tecnologie, come le pompe per insulina, richiedono ai diabetici di monitorare i propri livelli di zucchero nel sangue. “È difficile controllare e fare una iniezione con precisa quantità di insulina”, ha detto Ye. “Una dose più alta o più bassa può causare complicazioni, come convulsioni, danni al cervello o morte: se l’insulina è poca, può causare cecità o insufficienza renale”.

C’è anche una terapia per i diabetici che prevede il trapianto di cellule pancreatiche nel corpo da donatore per aiutarli a regolare l’insulina, ma la procedura è costosa e invasiva per il paziente. Il cerotto consente lo stesso tipo di terapia, utilizzando le cellule pancreatiche per regolare l’insulina, ma le cellule pancreatiche rimangono all’esterno del corpo nel cerotto intelligente.

Ye è venuts in NC originariamente come studente universitario in un programma di scambio del College of Textiles. Anche allora, aveva un interesse per le fibre biomediche e i dispositivi medici. Aveva sempre desiderato visitare gli Stati Uniti, incalzata da suo padre, un uomo d’affari, che aveva viaggiato molto.

Mentre finiva la sua laurea, ha imparato a conoscere il programma di ingegneria biomedica, un programma congiunto tra NC State, l’Università della Carolina del Nord a Chapel Hill. Gli studenti del programma frequentano i corsi in entrambe le università – c’è persino una navetta che trasporta gli studenti tra i due campus di Raleigh e Chapel Hill, a circa 30 miglia l’una dall’altra.

La ricerca ha avuto un tale successo, che Gu ha co-fondato una società: la Research Triangle Park, Zenomics Inc., con l’obiettivo di commercializzare la tecnologia e renderla disponibile in tutto il mondo. Zenomics ha ricevuto importanti investimenti dalla società cinese MicroPort Scientific.

I risultati di Ye nella scuola di specializzazione vanno oltre il laboratorio. A dicembre 2016, Analytical Instrumentation Facility ha scelto il suo articolo “Microneedles Integrated with Cells Pancreattic and Synthetic Glucose-Signal Amplifiers for Smart Insulin Delivery” come uno dei due “migliori documenti” per il 2016. Il documento è stato originariamente pubblicato su Advanced Materials .

Un anno fa, era uno dei cinque studenti laureati della NC a ricevere i premi della conferenza dalla Graduate Student Association. Ha partecipato all’AnChE Annual Meeting 2016 a San Francisco. Ha anche ricevuto una menzione d’onore per un’immagine di ricerca sottoposta a un concorso di arte scientifica della Research Triangle Nanotechnology Network, una partnership tra NC State, Duke University e UNC-Chapel Hill.

Oltre al cerotto intelligente per l’insulina, Ye sta lavorando su un cerotto immunoterapico per il cancro che usa la melanina contro il melanoma, un tumore della pelle che di solito è letale. Il cerotto vaccinale è stato applicato sulla pelle di topi sani. Anche dopo che le cellule tumorali sono state introdotte nei topi vaccinati, tutti i ratti che sono stati testati erano sopravvissuti per almeno due mesi e l’87% non ha sviluppato alcun tumore. Questo lavoro è stato accettato per la pubblicazione dalla rivista Science Immunology.

Il cerotto potrebbe anche essere usato per somministrare farmaci immunoterapeutici direttamente sul tumore della pelle, attraverso aghi microscopici a forma conica, una terapia che sembra essere efficace nei topi, ha affermato Ye.

Le prove cliniche nell’uomo per entrambe queste tecnologie sono ancora lontane anni, riconosce Ye. Ma incontrare un uomo diabetico in Cina ha rafforzato il suo impegno per la ricerca.

“Certo, spero di vedere la traduzione di questa tecnologia (per la medicina umana)”, ha detto Ye. “Il ricordo più impressionante è sicuramente la conversazione tra me e quel paziente diabetico, che ha acceso la passione per la traduzione di questa tecnologia per il bene del paziente.

“In questo momento, stiamo solo facendo la ricerca in laboratorio, e non abbiamo la possibilità di comunicare con il paziente”, ha detto Ye. “Voglio davvero vedere un giorno la possibilità di lavorare con un’azienda industriale per mettere lo strumento nel mercato affinché il paziente lo usi effettivamente”.

“Un giorno” per Yanqi Ye potrebbe significare continuare la sua ricerca come postdoc o in un laboratorio industriale per tradurre la tecnologia per la medicina umana. E un giorno, forse incontrerà un paziente la cui vita è cambiata attraverso i suoi sforzi di ricerca.

Diabete in aumento

Il numero di persone con diabete è quasi quadruplicato dal 1980. La prevalenza è in aumento in tutto il mondo, in particolare nei paesi a basso e medio reddito. Le cause sono complesse, ma l’aumento è dovuto in parte all’aumento del numero di persone in sovrappeso, tra cui l’obesità e una diffusa mancanza di attività fisica.

Il diabete di tutti i tipi può portare a complicazioni in molte parti del corpo e aumentare il rischio di morire prematuramente. Nel 2012 il diabete è stato la causa diretta di 1,5 milioni di morti a livello globale.

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Gli scienziati hanno creato un dispositivo per la diagnosi remota delle condizioni cardiache

I ricercatori russi del National Research Lobachevsky University di Nizhny Novgorod (UNN), hanno sviluppato un sistema software e hardware per valutare a distanza le deviazioni nell’attività cardiaca e identificare le malattie cardiovascolari in una fase precoce. La tecnologia del supercomputer intelligente CyberHeart è progettata per servire sia i pazienti che i cardiologi.

Il sistema software e hardware CyberHeart è concepito per la creazione di una rete di telemedicina automatizzata. Il compito degli scienziati è quello di creare un sistema per il monitoraggio cardiaco remoto, un servizio 24 ore su 24 che possa valutare lo stato del sistema cardiovascolare del paziente. I piani sono di sviluppare una linea di strumenti per prendere gli elettrocardiogrammi, trasmettendoli automaticamente su qualsiasi distanza tramite reti di comunicazione mobile e ricevendo una conclusione medica. Per utilizzare tali dispositivi, non saranno richieste competenze mediche speciali.




Il sistema è composto da diversi set di attrezzature e dispositivi. Per le istituzioni mediche, per i call center che ricevono i segnali e per i pazienti e chi li assiste. I dispositivi possono essere inclusi nell’armadietto delle medicina di famiglia proprio come un misuratore della pressione sanguigna. Con l’aiuto di tali dispositivi, gli utenti possono controllare le condizioni cardiache e trasmettere i dati del cardiogramma all’ospedale. Il dispositivo è abbastanza piccolo e si adatta al palmo della mano di una persona adulta. Per prendere le letture, è attaccato al petto della persona.

I cardiografi mobili miniaturizzati esistono in diverse configurazioni: per le istituzioni mediche e per uso privato. Possono diagnosticare i disturbi del ritmo cardiaco e fornire un feedback dal medico. Il dispositivo può essere dotato di un display per fornire all’utente una diagnosi istantanea.

“Prendiamo un elettrocardiogramma, lo decodifichiamo automaticamente e trasmettiamo i dati a uno smartphone, permettendoci di identificare alcuni stati di emergenza del sistema cardiovascolare. Ad esempio, nel caso in cui qualcosa sia improvvisamente sbagliato nel cuore, una luce rossa segnala il problema, “Spiega il Dr. Grigory Osipov, Capo del Dipartimento di Teoria dei Controlli e Sistemi Dinamici all’UNN Institute of Information Technology, Mathematics and Mechanics, che dirige il progetto.

Il dispositivo ha tre indicatori: verde, giallo e rosso. Quello verde significa che non c’è motivo di preoccuparsi, il giallo indica disturbi sospetti e raccomanda di visitare il medico, mentre quello rosso segnala che è necessario un aiuto medico urgente.

“Un telefono cellulare può inviare il segnale al nostro supercomputer che elaborerà i dati e darà una diagnosi più ampia. Questo sistema è progettato per il pubblico in generale. Quando si è in una zona non coperta da una rete di telefonia mobile, lo smartphone sarà ancora essere in grado di rilevare una situazione di emergenza e, se si ha bisogno di una diagnosi approfondita, si potrà in seguito inviare il segnale dal telefono cellulare al supercomputer”, affermano gli sviluppatori.

Il dispositivo può funzionare indipendentemente o in connessione con uno smartphone, ma può anche trasferire i dati su un supercomputer. L’intera procedura – ricevere i dati e trasmetterli ai medici – richiede circa 10 secondi. I dati vengono trasmessi non solo agli smartphone, ma anche ai supercomputer che possono essere installati in un ospedale o in un call center specializzato che opera per tutto il giorno.

“I medici del centro di monitoraggio cardiaco remoto potranno analizzare i cardiogrammi in tempo reale e, se necessario, chiamare un’ambulanza, contattare i centri medici cardiovascolari locali e così via. Il sistema CyberHeart include anche apparecchiature cardiografiche di alcuni marchi famosi come lo Schiller. abbiamo il nostro sistema informativo, che è integrato con il sistema di informazione medica unificato di tutta la  Russia E-GIS “, dice uno degli sviluppatori del sistema, Alexander Nikolsky, che è un chirurgo cardiovascolare all’ospedale cittadino n.5.

Secondo i ricercatori, la precisione del loro elettrocardiografo portatile è pari al 95%, mentre uno dei migliori cardiogrammi realizzati in Svizzera fornisce solo l’80% delle diagnosi corrette. Attualmente, due sistemi con elettrocardiografi e supercomputer operano in un grande ospedale e nel centro cardiaco di Nizhny Novgorod, e presso l’Università Lobachevsky è stato allestito uno speciale laboratorio di cardiologia.

Il CyberHeart include metodi per ricostruire e modellare l’attività cardiaca . Fornisce un’analisi approfondita del cardiogramma, che si basa non solo sui dati del cardiogramma stesso, ma anche sui risultati dell’ecocardiografia, risonanza magnetica e TC del cuore. Pertanto, i dati medici eterogenei possono essere caricati ulteriormente nel sistema per l’analisi. Una volta certificato l’intero sistema (previsto per l’entrata in funzione entro la fine del 2018), sarà possibile avviarne la produzione di massa.

I grandi progressi fatti nella cura del diabete

L’anno scorso è stato un anno impegnativo e produttivo per la ricerca e la cura del diabete.

“Il 2017 è stato un anno di progressi nella nostra comprensione del diabete e delle sue complicanze, degli strumenti disponibili per aiutare le persone a gestire il diabete e l’attenzione alle sfide economiche e di accessibilità affrontate dalle persone con diabete”, ha detto il dott. William Cefalu, responsabile scientifico e ufficiale medico per l’American Diabetes Association (ADA). 

I progressi sono stati fatti in:

Tecnologia del pancreas artificiale

Probabilmente la notizia più grande e attesissima del 2017 è stata l’introduzione del cosiddetto pancreas artificiale. Creato da Medtronic, il dispositivo combina una pompa per insulina , un monitor glicemico continuo e un algoritmo informatico che misura i livelli di zucchero nel sangue e quindi fornisce automaticamente l’insulina quando questi livelli aumentano. Anche la somministrazione di insulina viene temporaneamente sospesa se i livelli di zucchero nel sangue scendono troppo.



Il dispositivo non è ancora completamente automatizzato. Le persone con diabete devono ancora sapere come contare i carboidrati che compongono il loro pasto e inserire tali informazioni nella pompa di insulina. 
E il dispositivo richiede ancora alle persone con diabete di controllare lo zucchero nel sangue più volte al giorno e inserire tali informazioni nella macchina – questo è nota come “calibratura”. La speranza è che le versioni future del dispositivo non richiederanno questi passaggi.

Aaron Kowalski, chief mission officer di JDRF (Juvenile Diabetes Research Foundation), ha dichiarato: “Abbiamo aspettato molto tempo prima che questi sistemi entrassero sul mercato e, anche se non è ancora perfetto, ha aperto la porta, e c’è sicuramente un vantaggio. “

Ha aggiunto che un certo numero di altri produttori di pompe di insulina e aziende indipendenti stanno lavorando sui propri sistemi di pancreas artificiale. “La concorrenza è molto importante e aiuta a guidare l’innovazione, i prossimi anni saranno promettenti”, ha aggiunto Kowalski.

Migliorare la salute del cuore

Le malattie cardiache sono una preoccupazione significativa per le persone con diabete. Una nuova ricerca ha suggerito che l’uso a lungo termine di metformina potrebbe ridurre il rischio di malattie cardiache nelle persone con diabete di tipo 1. Altri farmaci sono stati collegati a un ridotto rischio di malattie cardiache nelle persone con diabete di tipo 2. Questi includono Jardiance, Invokana e Victoza.

“Le malattie cardiovascolari sono la complicazione più micidiali e costose del diabete, e una serie di recenti studi hanno dimostrato che alcuni farmaci hanno anche un forte effetto protettivo contro le malattie cardiovascolari nelle persone ad alto rischio”, ha detto Cefalu. 

Concorrenza nel mercato del monitoraggio continuo del glucosio (CGM)

Il pancreas artificiale non è stata l’unica innovazione nella tecnologia del diabete nel 2017. Un altro dispositivo di monitoraggio del glucosio continuo (CGM) è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. Realizzato da Abbott e chiamato Libre, questo dispositivo è utilizzato in Europa da diversi anni.

La principale differenza nel Libre è che devi richiedere le informazioni sullo zucchero nel sangue. Altri dispositivi sul mercato – da Dexcom a Medtronic – inviano le informazioni sullo zucchero nel sangue raccolte da un minuscolo filo del sensore inserito sotto la pelle a un ricevitore ogni cinque minuti circa.

Il Libre utilizza anche un piccolo filo del sensore inserito sotto la pelle, ma la persona con il diabete deve richiedere l’invio delle informazioni al destinatario. Inoltre, il Libre non richiede alcuna calibrazione tramite prelievo di sangue dal dito come fanno altri dispositivi sul mercato.

“Alcune persone trovano le informazioni costante fornita dai monitor di glucosio continui a essere stressante. Con il Libre, si chiede, se lo si desidera le informazioni. E’ anche un po’ più piatto rispetto ad altri CGM, ed è disponibile ad un prezzo molto più basso,” Kowalski ha spiegato.

Miglioramento dei livelli di zucchero nel sangue nelle donne in gravidanza con diabete di tipo 1

Uno degli usi più promettenti della tecnologia CGM è diventato evidente con la pubblicazione dei risultati di uno studio internazionale sulle donne con diabete di tipo 1 che indossavano i dispositivi durante la gravidanza. Le donne con diabete di tipo 1 devono gestire i loro livelli di zucchero nel sangue molto strettamente durante la gravidanza, perché i livelli elevati di zucchero nel sangue sono associati a difetti alla nascita e ad altre complicazioni della gestazione. Ma questo mette anche loro a rischio di sviluppare livelli pericolosamente bassi di zucchero nel sangue.

Le donne che usano il CGM hanno trascorso più tempo nella gamma “target” rispetto alle donne che non lo facevano. Ciò significa che il loro livello di zucchero nel sangue non è né troppo alto né troppo basso per lunghi periodi di tempo.

“Questo studio ha aiutato a mostrare che madri e bambini stanno meglio quando la madre [con diabete di tipo 1] ha una CGM”, ha detto Kowalski. Lo studio è stato pubblicato su The Lancet .

Velocità dell’insulina

Novo Nordisk ha ricevuto l’approvazione della FDA per una nuova insulina chiamata Fiasp. Questa insulina inizia a funzionare in circa 2,5 minuti. Al momento, Novolog, un altro prodotto di Novo Nordisk, impiega circa 5-10 minuti per iniziare a lavorare.

Questa differenza potrebbe non sembrare molto, ma a meno che le persone con diabete che dipendono dall’insulina iniettino almeno dai 5 ai 10 minuti prima di mangiare, i loro livelli di zucchero nel sangue potrebbero raggiungere un picco troppo alto dopo aver mangiato. 
Non è sempre possibile o addirittura sicuro pre-iniettare l’insulina. Ad esempio, in un ristorante, non hai modo di sapere quando il tuo cibo potrebbe arrivare, e se pre-iniettii e il cibo è in ritardo, puoi avere un livello di zucchero nel sangue pericolosamente basso. Il minor tempo impiegato a far funzionare Fiasp potrebbe aiutare a prevenire i picchi di zucchero nel sangue dopo aver mangiato, il che alla fine porta a un migliore controllo del diabete.

Report pubblicato oggi su Lancet

 

Addio, aghi? Una patch potrebbe essere il futuro per il monitoraggio dello zucchero nel sangue (ma per il diabete tipo 2)

Gli sviluppatori di una nuova patch sperano di eliminare una grande barriera nel trattamento del diabete di tipo 2, dolorosi pungidito e iniezioni dolorose.
La nuova patch, in realtà utilizza una serie di minuscoli aghi che i ricercatori promettono essere indolore, rileva quando i livelli di zucchero nel sangue aumentano e rilascia farmaci per riportare quei livelli elevati indietro.

Ciò significa che il cerotto potrebbe porre fine alla necessità di prelevare il sangue dalla punta delle dita per controllare il livello di zucchero nel sangue . Potrebbe anche eliminare gli aghi usati per amministrare l’insulina o altri farmaci per il diabete.

“Questo tipo di cerotto monouso dovrebbe controllare i livelli di glucosio nel sangue per una settimana”, ha detto l’autore senior dello studio, Xiaoyuan (Shawn) Chen, capo del laboratorio di imaging molecolare e nanomedicina presso l’Istituto Nazionale di Biomedicina e Bioingegneria negli Stati Uniti. Bethesda, Md.

“Non complicherà la routine della vita quotidiana”, ha detto Chen.



Asse farmacologicamente interrotto

Anche se la patch sembra promettente, finora è stata testata solo su 21 topi con diabete di tipo 2. I risultati degli studi sugli animali non sono sempre eguagliati negli studi sull’uomo.

Il cerotto contiene sostanze chimiche che avvertono l’innalzamento dei livelli di zucchero nel sangue. Quando ciò accade, un farmaco chiamato exendin-4 viene rilasciato per innescare il corpo a produrre insulina fino a quando i livelli di zucchero nel sangue iniziano a cadere.

Exendin-4 fa parte di una classe di farmaci chiamati agonisti del recettore GLP-1. È attualmente sul mercato negli Stati Uniti come Byetta, un’iniezione due volte al giorno. Altri farmaci in questa classe di farmaci iniettabili includono Trulicity e Bydureon, che sono iniezioni settimanali, e Victoza, che è un’iniezione giornaliera, secondo l’American Diabetes Association.

Per la patch, exendin-4 è combinato con alginato, un materiale simile alla gomma estratto da alghe brune. Questa miscela viene quindi versata in forma di microaghi e caricata sul cerotto.

La patch testata sui topi era di circa un pollice quadrato, secondo i ricercatori. Conteneva abbastanza farmaci per una settimana.

“Abbiamo raggiunto un rilascio exendin-4 intelligente, a lunga durata d’azione e reattivo al glucosio”, ha detto Chen.

Abbiamo notato che alcuni dei topi avevano un’infiammazione nel sito del cerotto. Negli esseri umani, la nausea e il vomito sono noti effetti collaterali del farmaco, ma i ricercatori ritengono che il rilascio di exendin-4 sia abbastanza lento da non causare quegli effetti collaterali.

Il passo successivo è quello di creare una patch più grande con più aghi, ha spiegato Chen. I ricercatori avranno anche bisogno di creare aghi più lunghi per penetrare nella pelle umana.

Il dott. Joel Zonszein, direttore del Clinical Diabetes Center del Montefiore Medical Center di New York, ha detto  che il cerotto sembra funzionare bene nello studio.

“Ma è un grosso sforzo provare qualcosa di simile negli umani e ottenere l’approvazione dalla [Food and Drug Administration]”, ha detto Zonszein, che non è stato coinvolto nello studio.

Eppure, ha detto, il cerotto stesso è un’ottima idea, e la bellezza sarebbe che non richiederebbe alle persone con diabete di passare molto tempo a gestire la loro malattia.

Tuttavia, Zonszein ha sottolineato che le versioni orali dei farmaci GLP-1 sono attualmente in trial clinici e competeranno con le iniezioni nel non lontano futuro.

Inoltre, mentre l’idea delle patch è interessante, “exendin-4 è il farmaco sbagliato”, ha detto Zonszein. Se i ricercatori riuscissero a capire come applicare il cerotto con l’insulina, ha affermato, questa sarebbe probabilmente un’opzione migliore, anche se le dosi richieste di insulina potrebbero essere troppo grandi per adattarsi al cerotto.

I risultati dello studio dei ricercatori sul trattamento delle patch sui topi sono stati pubblicati online di recente in Nature Communications.

Il cerotto medicato dimagrante e brucia grassi

La nuova patch mira a trasformare i grassi che accumulano energia in grassi che bruciano energia

Un nuovo approccio per ridurre i grassi bianchi sporgenti ha mostrato risultati promettenti in studi di laboratorio sui roditori.

DAMMI RETTA ADOTTA UNA PROVETTA: SOSTIENI LA RICERCA PER LA CURA DEL DIABETE TIPO 1

Combina un nuovo modo di somministrare i farmaci, attraverso un cerotto costituito da micro-aghi, con farmaci noti per trasformare il grasso bianco che immagazzina energia in grasso bruno a combustione energetica. Questo approccio innovativo sviluppato dai scienziati della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) ha ridotto l’aumento di peso nei topi con una dieta ricca di grassi e la loro massa grassa di oltre il 30% in quattro settimane.

Il nuovo tipo di patch epidermica contiene centinaia di micro-aghi, più sottili di un capello umano, che sono caricati con l’agonista del recettore adrenergico Beta-3 o un altro farmaco chiamato triiodotironina, ormone tiroideo T3.

Quando il cerotto viene premuto sulla pelle per circa due minuti, i micro-aghi si incastonano nella pelle e si staccano dal cerotto, che quindi può essere rimosso.

Man mano che gli aghi si degradano, le molecole dei farmaci si diffondono lentamente verso il grasso bianco che immagazzina energia sotto lo strato di pelle, trasformandolo in grassi bruni.

I grassi bruni si trovano nei bambini e aiutano a mantenerli caldi bruciando energia. Man mano che gli uomini invecchiano, la quantità di grassi marroni diminuisce e viene sostituita con grassi bianchi viscerali.

Pubblicato sulla rivista Small Methods dal NTU Professor Chen Peng e Professor Xu Chenjie della NTU, questo approccio potrebbe aiutare ad affrontare il problema dell’obesità in tutto il mondo senza ricorrere a interventi chirurgici o farmaci orali che potrebbero richiedere grandi dosaggi e avere seri effetti collaterali.

“Con i microaghi incorporati nella pelle dei topi, i grassi circostanti hanno iniziato a rosolare in cinque giorni, il che ha contribuito ad aumentare il dispendio energetico dei roditori, portando ad una riduzione del guadagno di grasso corporeo”, ha affermato il Prof Xu, che si concentra su ricerca nei sistemi di somministrazione di farmaci.

“La quantità di farmaci che abbiamo usato nella patch è molto inferiore a quella usata per i farmaci orali o iniettati, il che abbassa i costi degli ingredienti dei farmaci mentre il nostro design a rilascio lento minimizza i suoi effetti collaterali”, ha affermato Asst Prof Xu.

L’obesità che deriva da un eccessivo accumulo di grasso è un importante fattore di rischio per la salute e varie malattie, tra cui le cardiache, ictus e diabete di tipo 2. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha stimato nel mondo 1,9 miliardi di adulti in sovrappeso nel 2016 con 650 milioni di loro obesi.

“Quello che puntiamo a sviluppare è un cerotto indolore che chiunque potrebbe usare con facilità, è discreto e allo stesso tempo accessibile”, ha detto il professor Chen, un esperto di biotecnologia che studia l’obesità. “Soprattutto, la nostra soluzione punta a utilizzare i grassi corporei di una persona per bruciare più energia, un processo naturale nei bambini”.

Sotto la guida dei due scienziati alla School of Chemical and Biomedical Engineering della NTU, il ricercatore Dr Aung Than ha condotto esperimenti i quali hanno dimostrato che il cerotto potrebbe sopprimere l’aumento di peso nei topi alimentati con una dieta ricca di grassi e ridurre la loro massa grassa di oltre il 30 per cento, per un periodo di quattro settimane.

I topi trattati avevano anche livelli di colesterolo nel sangue e acidi grassi significativamente più bassi rispetto ai non trattati.

Essere in grado di consegnare il farmaco direttamente sul sito d’azione è una delle ragioni principali per cui è meno probabile che abbia effetti collaterali rispetto ai farmaci somministrati per via orale.

Il team stima che il loro cerotto prototipo avesse un costo materiale di produzione di circa S $ 5 (US $ 3,50), il pezzo contiene beta-3 agonista del recettore adrenergico combinato con acido ialuronico, una sostanza naturalmente presente nel corpo umano e comunemente usata in prodotti idratanti per la pelle.

L’agonista del recettore adrenergico beta-3 è un farmaco approvato dalla Federal Drug Administration degli Stati Uniti ed è usato per trattare le vesciche iperattive, mentre la triiodotironina T3 è un ormone tiroideo comunemente usato per i farmaci nella tiroide iperattiva.

Entrambi sono stati mostrati in altri studi di ricerca per essere in grado di trasformare i grassi bianchi in marrone, ma il loro uso nel ridurre l’aumento di peso è ostacolato da effetti collaterali potenzialmente gravi e accumulo di droga in tessuti non mirati se sono state utilizzate vie di somministrazione convenzionali, come attraverso l’assunzione orale.

Il professore associato di scuola di medicina Lee Kong Chian della NTU, Melvin Leow, che non era affiliato a questo studio, ha detto che è eccitante essere in grado di affrontare l’obesità attraverso l’imbrunimento del grasso bianco, e i risultati sono stati promettenti.

“Questi dati dovrebbero incoraggiare gli studi clinici di Fase I negli esseri umani per tradurre questi risultati di scienza di base al capezzale, con la speranza che queste patch a microaghi possano essere sviluppate in una modalità economicamente vantaggiosa per la prevenzione o il trattamento dell’obesità nel prossimo futuro, “ha aggiunto Assoc Prof Leow, un endocrinologo.

Dalla pubblicazione del documento, il team ha ricevuto un vivo interesse da parte delle aziende di biotecnologia e sta cercando di collaborare con scienziati clinici per proseguire le loro ricerche.



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