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Terapie

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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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La diabetologia che vorrei

Cari lettori lo avevo scritto in un paio di articoli l’anno scorso: il 2018 è per me un anno sabbatico per quanto riguarda il mio impegno da volontario in campo diabetico, limiterò la presenza solo al blog e massimo due apparizioni ad eventi pubblici sempre sul predetto tema, ma come avevo detto ad alcuni amici nel corso del mese di dicembre, lascio una sorta di impronta di base per quella che, fortemente credo, debba essere “la diabetologia che vorrei” e, auspico, tutti noi vorremmo a prescindere da dove stiamo e viviamo. Tale traccia è fatta e pensata per Bologna e Provincia Metropolitana, realtà ove la sanità è al 99% pubblica e si sta andando verso un accorpamento, accentramento di tutte le strutture sanitarie (università, USL e policlinico) in una Aziendona unica.

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

Tracce per il rilancio dei percorsi clinici nella cura del diabete negli adulti in terapia insulinica intensiva (T1 e T2), con complicanze e comorbilità, in gravidanza (ma con lo sguardo incrociato con la pediatria).

Triangolazione sinergica e combinata Ricerca – Clinica – Territorio (case salute e medici di base)

Una cabina di regia per la patologia

Team diabetologia in pediatria e adulti (medico – infermiere/educatore – dietista – podologo – psicologo/counselor) – associazioni)

Innovazione e performance: gestire le tecnologie avanzate nella terapia (pancreas artificiale, farmaci innovativi ecc).

Telemedicina sia nei percorsi visita specie per i giovani adulti e la transizione da pediatria e nelle consulenze sul territorio, nonché in alcuni passaggi dedicati all’educazione terapeutica.

Formazione – educazione terapeutica fattore chiave nella preparazione e aggiornamento del paziente alla vita con la patologia e accettazione della stessa.

Transizione dalla pediatria

Percorso cardiometabolico

La malattia cardiovascolare è notevolmente aumentata nei soggetti affetti da insulino resistenza e iperglicemia, in particolar modo i pazienti affetti da intolleranza ai carboidrati (IGT) presentano un rischio cardiovascolare di poco inferiore rispetto ai pazienti con una recente diagnosi di diabete mellito. È facile riscontrare un aumentato profilo di rischio cardiovascolare già 10-15 anni prima che venga fatta diagnosi diabete che di solito si associa a insulino-resistenza e iperglicemia, indicativi di uno stato di prediabete. Infine, i pazienti con una storia clinica positiva per infarto miocardio presentano, in almeno il 30% dei casi, un diabete mellito misconosciuto e in 30% intolleranza ai carboidrati. Definendo un percorso dedicato cardiometabolico si intende prevenire e curare il diabete mellito e le sue complicanze. Il programma, in accordo con le linee guida della Società Europea di Diabetologia e della Società Europea di Cardiologia, nelle quali viene suggerita l’importanza di individuare alterazioni della tolleranza glucidica e/o il diabete mellito. Dati precedenti evidenziavano che circa il 60% dei pazienti con cardiopatia ischemica presentava alterazioni del metabolismo glucidico pur in presenza di glicemia a digiuno <100 mg/dl. Con il programma CARDIO-DIABETE si vuole individuare nuovi meccanismi patogenetici e terapie innovative con l’obiettivo di prevenire il diabete mellito di tipo 2 e la malattia cardiovascolare con la duplice valenza di migliorare la salute pubblica e ridurre i dei costi sanitari nazionali.

I cardini della “diabetologia metropolitana” posti all’interno del Centro di Riferimento

Diabete mellito tipo 1 e tipo 2 in cattivo controllo metabolico; Diabete mellito di nuova diagnosi; Piede Diabetico complicato: preparazione, monitoraggio ed esecuzione interventi chirurgici sul piede (Day Surgery); fallimento secondario del trattamento con ipoglicemizzanti orali; applicazione di microinfusore per la terapia insulinica; valutazione per l’inserimento nella lista d’attesa per il trapianto di pancreas o di rene e pancreas, di isole pancreatiche, Diabete gestazionale e diabete in gravidanza in trattamento insulinico, con insufficiente controllo metabolico, Ipercolestorolemia familiare: valutazione e correzione fattori di rischio cardiovascolari; Obesità grave: valutazione per la chirurgia bariatrica dell’obesità; preparazione del paziente diabetico agli interventi chirurgici (attivata dai reparti interessati).

L’attività clinica, diagnostica, strumentale e di laboratorio specialistico (analisi ematochimici, immunologiche, genetiche, ecc.) differenziata per tipologia e gravità, è organizzata in:

Prima visita – diagnosi del tipo di diabete e delle complicanze, terapia ed educazione terapeutica.

Controlli periodici per il monitoraggio metabolico e terapeutico.

Percorsi: per la valutazione periodica complessiva delle complicanze retiniche, renali, neuropatiche e cardiovascolari.

Ambulatori per la Diagnosi e la Cura delle Complicanze del Diabete:

Ambulatorio per la retinopatia diabetica

Presso tale ambulatorio si eseguono: esame del fondo oculare utilizzando l’Oftalmoscopio diretto ed il Retinografo per eseguire fotografie ed archiviare le immagini così ottenute.

Inoltre per casi selezionati è possibile consulenza specialistica oculista

Ambulatorio per le complicanze arti inferiori e Piede Diabetico.

Ambulatorio dedicato alla prevenzione, diagnosi e trattamento e successivo follow-up delle complicanze agli arti inferiori nel paziente diabetico. Vi possono accedere pazienti diabetici con neuropatia ed arteriopatia, con lesioni acute agli arti inferiori quali ulcere, gangrene, e processi infetti o con pregresse ulcere e/o amputazioni minori. E’ gestito da diabetologi, podologi ed infermieri professionali ed è organizzata in tre attività coordinate:

Attività Preventiva

Si eseguono valutazioni complete delle componenti neurologica e vascolare degli arti inferiori al fine di identificare una classificazione di rischio ulcerativo agli arti inferiori

Attività Terapeutica

Si occupa sia della gestione delle fasi acute ulcerative per pazienti diabetici con lesioni neuropatiche, ischemiche ed infette che della prevenzione podologica per la cura delle condizioni pre-ulcerative.

Prima visita piede diabetico e successive visite di controllo

Si occupa del trattamento delle condizioni pre-ulcerative, della prescrizione e realizzazione di ortesi e calzature protettive per pazienti ad alto rischio ulcerativo, nonché della valutazione delle zone di scorretto appoggio plantare e della relativa correzione.

Prenotazione: si tratta di prestazioni successive ad una Prima Visita Piede Diabetico e quindi le modalità di prenotazioni sono quelle della visita di controllo del piede diabetico.

Ambulatorio per la disfunzione erettile e altre condizioni andrologiche collegate al T1D e T2D

Tests ormonali, neurologici, vascolari e test di farmaco-erezione, implementazione della terapia farmacologica.

Ambulatorio Diabete e Gravidanza

Valutazione e programmazione della gravidanza nel diabete pregravidico (tipo 1 e 2): monitoraggio metabolico e delle complicanze.

Diabete gestazionale: alle donne con fattori di rischio definiti (obesità, sovrappeso, età, pregresso diabete gestazionale, iperglicemia (100 – 125mg/dl a digiuno), etnia, pregressa macrosomia e familiarità di 1° grado) screening, diagnosi (curva da carico glucidico 3 determinazioni: glicemia basale, a 60′ e a 120′ dal carico di glucosio) e follow-up.

Ambulatori per le terapie avanzate del Diabete Mellito

Ambulatorio Microinfusori

Valutazione dei pazienti affetti da diabete mellito da avviare alla terapia con microinfusore per la somministrazione sottocutanea continua di insulina, addestramento all’uso del microinfusore, controllo dei pazienti già in terapia con microinfusore.

Ambulatorio della transizione e del diabete tipo 1

Ambulatorio congiunto per gli adolescenti in transizione dall’ U.O. di Diabetologia Pediatrica alla Diabetologia dell’Adulto.

Valutazione trattamento dei pazienti con diabete mellito tipo 1 in terapia insulinica intensiva multinniettiva o con microinfusore. Giornate a tema (counting dei carboidrati, diabete tipo 1 e sport, programmazione della gravidanza nelle donne con diabete mellito tipo 1, etc…).

Ambulatorio per la diagnosi e la cura delle displidemie

Diagnosi e terapia delle dislipidemie anche su base genetica (Analisi genetiche e biochimiche specialistiche). Controllo dei fattori di rischio dell’aterosclerosi e prevenzione cardiovascolare.

Ambulatorio per la prevenzione del diabete.

Diagnosi precoce del diabete e controllo programmato dei soggetti a rischio. Educazione terapeutica individuale di gruppo. Esecuzione curva da carico di glucosio e valutazione della secrezione insulinica.

Ambulatorio obesità, Disturbi del comportamento alimentare e nutrizione clinica

Valutazione endocrino-metabolica, valutazione ed educazione nutrizionale, supporto psicoterapeutico. Valutazione della composizione corporea e della spesa energetica (bioimpedenziometria e calorimetria).

Attività ambulatoriale per il rilascio/rinnovo della patente di guida per i pazienti diabetici.

Il certificato diabetologico per il rilascio ed il rinnovo di validità della patente di guida viene fornito presentando i seguenti documenti:

  1. Ricevuta di pagamento della quota relativa alla certificazione medica, rilasciata dagli sportelli CUP
  2. Valutazione delle complicanze (Visita oculistica con valutazione acuità visiva ed esame del fondo oculare, Elettrocardiogramma, Esami neuropatia e circolo periferico)
  3. Esami di laboratorio (Emoglobina glicata A1c, Creatininemia, Microalbuminuria)

I laboratori della U.O. eseguono le seguenti indagini:

Ormoni pancreatici: C-peptide, insulina, glucagone

Ormoni gastrointestinali: GLP1, GIP

Anticorpi anti beta cellule: Anti IA2, Anti GAD

Screening genetico delle dislipidemie familiari

Screening genetico del diabete monogenico (MODY)

Filtrato glomerulare (metodo Iohexolo).



Diabete di tipo 1 e la “cura magica”

Può essere facile essere fuorviati da rimedi non scientifici. Impara come gestire questa malattia con informazioni basate sulla ricerca.

Come diabetico tipo 1 ho sentito molte persone che hanno la mia stessa malattia condividere ciò che definisco “cure magiche” per la medesima. Questi rimedi provengono spesso da pubblicità televisive e/o radiofoniche, ma ci sono anche libri scritti da cosiddetti “esperti” che promuovono un’erba, un cibo a base vegetale o una pillola che miracolosamente inverte i sintomi associati al diabete, curando quelli afflitti da questa malattia per sempre.

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

Sfortunatamente, non esiste attualmente una cura per il diabete, basata sulla ricerca. Tuttavia, ci sono modi per gestire la malattia che possono aiutare a prevenire o ritardare le complicazioni e consentire a quelli con il tipo 1 di vivere una vita lunga e sana.    

Qual è il diabete di tipo 1?

Al fine di comprendere meglio le sfide associate al diabete di tipo 1, è importante sapere di più su questa malattia. Il diabete di tipo 1 è maggiormente diffuso nei bambini, negli adolescenti e nei giovani adulti, ma chiunque può essere colpito da questa malattia. La causa esatta del diabete di tipo 1 non è nota, ma la genetica, le influenze ambientali e altri fattori possono avere un ruolo nello sviluppo della malattia. Un’insulina insufficiente o nulla viene prodotta dal pancreas, quindi una persona con il tipo 1 deve trattare la sua malattia con iniezioni d’insulina, dieta ed esercizio fisico.

Gestire il diabete di tipo 1

Secondo l’American Diabetes Association (ADA) , quando a una persona viene diagnosticato il diabete di tipo 1, il nucleo di una corretta gestione è composto dai seguenti elementi:

Farmaci: il diabete di tipo 1 significa che il pancreas non produce più insulina, pertanto saranno necessarie iniezioni di insulina fatte mediante penne per insulina, siringhe o un microinfusore per insulina. La quantità di insulina necessaria e il tempo di somministrazione dipende dai livelli di glucosio nel sangue della persona colpita da diabete. Un monitoraggio attento e coerente della glicemia è essenziale per una buona autogestione. È importante per una persona con tipo 1 lavorare a stretto contatto con il proprio team sanitario per sapere quali insuline e strumenti di monitoraggio funzioneranno meglio per il proprio corpo.

Esercizio: l’attività fisica regolare è essenziale per una buona cura del diabete. Camminare, andare in bicicletta o anche fare lavori in casa o in cortile fa pompare il cuore, rafforza i muscoli e aiuta quelli con il tipo 1 a stabilizzare i livelli di glucosio nel sangue. Un corretto monitoraggio dei livelli di glucosio nel sangue è molto importante durante l’esercizio e deve essere controllato prima, durante e dopo una sessione di allenamento per prevenire l’ipoglicemia.

Nutrizione: la dieta sana è uno dei pezzi più importanti del puzzle del diabete, secondo l’ADA. Anni fa, alle persone con diabete veniva detto di non mangiare cibi con qualsiasi zucchero. Ricerche recenti dimostrano che, con un adeguato monitoraggio, le persone con diabete di tipo 1 possono gestire i livelli di glucosio nel sangue osservando l’assunzione di carboidrati, le dimensioni delle porzioni e assumendo la loro insulina quando diretta.

Supporto: Ottenere supporto emotivo da familiari e amici e connettersi con altri che hanno il diabete può fare una grande differenza per chi si occupa di questa malattia. L’ADA offre una comunità di supporto online in cui le persone con diabete di tipo 1 possono condividere i loro pensieri, porre domande e ottenere supporto da altri che hanno la malattia, purtroppo sotto questo aspetto i medici diabetologi italiani sono in ritardo, come l’affermarsi del team di diabetologia nei centri di riferimento.



La modulazione elettrica del nervo del seno carotideo può essere utilizzata come trattamento per il diabete di tipo 2 nei ratti

Il team guidato da Sílvia Vilares Conde, della CEDOC-NOVA Medical School, in collaborazione con la società farmaceutica Galvani Bioelectronics, ha dimostrato, attraverso i ratti, che è possibile ripristinare la sensibilità all’insulina e l’omeostasi del glucosio, modulando elettricamente il nervo sinusale carotideo, il nervo sensibile che collega il corpo carotideo al cervello. Lo studio è pubblicato su Diabetologia, la rivista dell’Associazione europea per lo studio del diabete [EASD].

Nel 2013, Silvia Vilares Conde e il suo gruppo di ricerca hanno descritto che il corpo carotideo, un organo appaiato che si trova nella biforcazione dell’arteria carotide comune e che è classicamente definito come un sensore di ossigeno, regola la sensibilità dell’insulina periferica e che la sua disfunzione è coinvolta nello sviluppo di malattie metaboliche.

Questo primo studio e altri successivamente eseguiti dal suo gruppo in ratti diabetici ha evidenziato che la resezione bilaterale del nervo del seno carotideo, e quindi l’eliminazione della connessione tra il corpo carotideo e il cervello, ripristina la sensibilità all’insulina e la tolleranza al glucosio. Sebbene questo approccio chirurgico irreversibile abbia degli svantaggi, poiché il corpo carotideo possiede altre funzioni fisiologiche come la risposta alla mancanza di ossigeno (ipossia) o l’adattamento all’esercizio fisico. Il team di Silvia Conde ha anche descritto che il corpo carotideo è sovra-attivato in modelli animali di diabete di tipo 2, suggerendo che la riduzione dell’attività dell’organo potrebbe essere una buona strategia terapeutica.



Dalla partnership con Galvani Bioelectronics (ex Glaxo Smith Kline Bioelectronics), si presenta l’opportunità di modulare elettricamente il nervo sinusale carotideo. In effetti, questo lavoro ha dimostrato che è possibile mantenere l’omeostasi del glucosio negli animali in cui gli elettrodi sono stati impiantati nel nervo sinusale carotideo e sottoposti a modulazione elettrica, senza significativi effetti avversi. È stato anche dimostrato che la modulazione elettrica è reversibile. Silvia Conde osserva che “questo lavoro apre le porte allo sviluppo di una nuova terapia per il diabete di tipo 2 che fornirà una gestione a lungo termine della malattia con effetti collaterali trascurabili e interferenze con le attività quotidiane”.

Il diabete di tipo 2 è caratterizzato dalla resistenza all’insulina e dall’aumentata produzione di glucosio epatico che culmina nell’iperglicemia. Sebbene siano stati compiuti molti sforzi fino ad oggi, nessuna terapeutica induce il controllo della glicemia a lungo termine, nei prossimi decenni ci si aspetta un enorme aumento della prevalenza della malattia. Pertanto, questo lavoro dà speranza ai pazienti con malattie metaboliche, in quanto introduce un nuovo approccio per la gestione del diabete di tipo 2.

Neuropatia diabetica: una scoperta potrebbe portare a nuove terapie

La scienziata del MDI Laboratorio biologico Sandra Rieger, Ph.D.

La nuova ricerca di Sandra Rieger, Ph.D., scienziato del laboratorio biologico MDI, e il suo team ha dimostrato che un enzima già identificato in precedenza, ha un ruolo nella neuropatia periferica indotta dalla chemioterapia antitumorale, quindi gioca anche un ruolo nella neuropatia periferica causata dal diabete.

Il significato dell’identificazione di un meccanismo molecolare comune è che molti più pazienti potrebbero trarre beneficio dai farmaci che prendono di mira questo meccanismo. In una ricerca precedente, Rieger ha identificato due farmaci candidati per il trattamento della neuropatia periferica indotta da chemioterapia che sta cercando di passare agli studi clinici sull’uomo.

La neuropatia periferica è una condizione potenzialmente invalidante che colpisce fino a 40 milioni di americani e causa dolore, formicolio e intorpidimento alle mani e ai piedi. Esistono trattamenti per alleviare il dolore, ma lo sviluppo di terapie per prevenire o invertire la degenerazione dei nervi è stato bloccato da una mancanza di comprensione dei meccanismi sottostanti.




“Questa scoperta comporta che i farmaci candidati da noi identificati per trattare la neuropatia periferica indotta da chemioterapia potrebbero essere potenzialmente utilizzati per curare la neuropatia periferica causata anche dal diabete”, ha detto Rieger.

Il diabete colpisce circa 28 milioni di persone negli Stati Uniti e oltre 300 milioni in tutto il mondo, dal 50 al 60% soffrono di neuropatia periferica. Si prevede che questo numero raddoppierà nei prossimi decenni a causa del fatto che il diabete si sta avvicinando a proporzioni epidemiche in tutto il mondo.

Circa 450.000 persone negli Stati Uniti soffrono di neuropatia periferica causata dalla chemioterapia antitumorale , la seconda causa principale della condizione.

“La neuropatia periferica è un problema di salute importante e in crescita”, ha detto Kevin Strange, Ph.D., presidente del MDI Biological Laboratory. “L’identificazione del meccanismo alla base della neuropatia periferica indotta dal glucosio significa che milioni di pazienti potrebbero potenzialmente beneficiare dello sviluppo di farmaci che influenzano questo percorso”.

In precedenti ricerche su pesce zebra, Rieger ha identificato due composti che prevengono e invertono la neuropatia periferica causata dall’esposizione a Taxol, o Paclitaxel, un agente chemioterapico comune. I composti sono oggetto di un brevetto pendente originariamente depositato nel 2016 dal MDI Biological Laboratory.

Il recente studio, pubblicato sul Journal of Diabetes and Its Complications, ha testato l’efficacia di uno di questi composti nella prevenzione della neuropatia periferica indotta da glucosio. Lo studio ha scoperto che il composto è efficace nei pesci zebra e nei topi, che sono mammiferi come gli umani.

“Il fatto che questo composto funzioni in due specie così disparate rende più probabile che funzioni anche negli esseri umani”, ha osservato Rieger.

La ricerca sui topi è stata condotta in collaborazione con Kristy Townsend, Ph.D., assistente professore di neurobiologia presso l’Università del Maine. I topi sono stati nutriti con una dieta ad alto contenuto di grassi / zucchero al fine di indurre il diabete.

Nella sua precedente ricerca sulla neuropatia periferica indotta dalla chemioterapia, Rieger ha collegato lo sviluppo della neuropatia periferica nel tailfin pesce zebra, che è analogo a un’estremità umana, ad un aumento di MMP-13 (matrix metalloproteinase-13), un enzima che scompone il collagene o “colla” che lega insieme le cellule della pelle.

Rieger ritiene che questa rottura porti alla degenerazione delle lunghe terminazioni nervose sensoriali filamentose che innervano la pelle. La degenerazione di queste terminazioni nervose, che trasmettono informazioni sensoriali come temperatura, dolore e stimolazione meccanica al sistema nervoso centrale, è responsabile dei sintomi della neuropatia periferica.

Nel recente studio della neuropatia periferica indotta da glucosio, Rieger ha scoperto che è coinvolto lo stesso percorso. E altresì rilevato come le specie reattive dell’ossigeno (ROS), che possono causare danni ai tessuti, svolgono un ruolo nel processo. La formazione di ROS, che (noto anche come stress ossidativo) è un segno distintivo del diabete.

Rieger ha scoperto che i ROS sono la causa dell’aumentata attività di MMP-13 e che l’aumentata attivazione di MMP-13 e il danno ai nervi possono essere prevenuti mediante l’inibizione farmacologica dei ROS con un composto antiossidante.

Uno degli obiettivi dello studio era di sviluppare un modello di pesce zebra per studiare la neuropatia periferica indotta da glucosio. Rieger utilizzerà il nuovo modello per approfondire i meccanismi alla base della neuropatia periferica indotta da glucosio e per identificare varianti più efficaci dei farmaci da loro scoperti.

I pesci zebra larvali sono usati come modello perché la loro traslucenza consente agli scienziati di monitorare facilmente la degenerazione dei nervi negli animali vivi.

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