Addio punture di insulina, arriva il chip impiantabile contro il diabete: “È una fabbrica di ossigeno”. Un nuovo dispositivo impiantabile con una “fabbrica di ossigeno” incorporata potrebbe presto sostituire le iniezioni di insulina per le persone affette da diabete di tipo 1, affermano gli scienziati. I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno sviluppato un dispositivo grande quanto una gomma da masticare che produce una fornitura infinita di ossigeno necessaria per infondere nel corpo di una persona diabetica le cellule cruciali per la produzione di insulina.
Il dispositivo, testato su topi, ha il potenziale per eliminare la necessità per i diabetici di monitorare costantemente i livelli di zucchero nel sangue e di iniettarsi insulina. E gli scienziati, che presto intendono testare il dispositivo sugli esseri umani, affermano che potrebbe anche essere adattato per curare altre malattie che richiedono somministrazioni ripetute di proteine.
Il dottor Daniel Anderson, professore di ingegneria chimica al MIT e leader nello sviluppo del dispositivo, ha dichiarato: “Si può pensare a questo come a un dispositivo medico vivente costituito da cellule umane che secernono insulina, insieme a un sistema elettronico di supporto vitale”.
La capacità di gestire il diabete di tipo 1 senza processi noiosi e dolorosi come il test della glicemia e l’iniezione di insulina una volta al giorno segnerebbe una vittoria importante per i circa due milioni di americani che vivono con questa condizione.
Il dispositivo
Il regime quotidiano di controllo meticoloso dei livelli di glucosio nel sangue e di iniezione manuale di insulina è sufficiente per mantenere una persona diabetica viva e sana. Ma questo processo manca del tipo di reattività finemente sintonizzata che ha il corpo di un non diabetico e non replica la naturale capacità del corpo di controllare i livelli di zucchero nel sangue.
Dopo essersi imbattuti nel problema di come fornire alle cellule trapiantate produttrici di insulina abbastanza ossigeno per rispondere ai cali di glucosio nel sangue, gli scienziati del MIT hanno trovato un modo per dividere il vapore acqueo nel corpo nelle sue parti componenti, idrogeno e ossigeno.
L’ossigeno entra quindi nella camera di stoccaggio del dispositivo che alimenta le cellule produttrici di insulina trapiantate, che sono quindi in grado di rispondere immediatamente ai picchi di glucosio nel sangue. Il sistema sviluppato dai ricercatori del MIT elimina anche la necessità di farmaci immunosoppressori, che domano il sistema immunitario del corpo in modo che non attacchi le cellule trapiantate credendo che siano invasori stranieri.
Alcuni pazienti con diabete hanno già ricevuto cellule trapiantate da cadaveri umani che possono controllare il diabete, ma contemporaneamente devono assumere farmaci immunosoppressori che impediscono al corpo di respingere le cellule impiantate. Il dispositivo sviluppato dagli scienziati del MIT non era più grande di un quarto ed è stato impiantato appena sotto la pelle in topi diabetici con un sistema immunitario perfettamente funzionante.
I dati
Un gruppo di topi ha ricevuto l’impianto con la membrana che divide il vapore acqueo. L’altro gruppo ha ricevuto un dispositivo contenente cellule di isole trapiantate senza ossigeno supplementare per mantenere la produzione di tali cellule. I topi a cui è stato somministrato l’impianto hanno mantenuto livelli normali di glucosio nel sangue rispetto agli animali sani, mentre i topi a cui è stato somministrato il dispositivo sono diventati iperglicemici – o con livelli elevati di zucchero nel sangue – entro circa due settimane.
Il piccolo dispositivo non richiede cavi o batterie e richiede solo una piccola tensione di circa due volt generata attraverso un fenomeno noto come “accoppiamento induttivo risonante”. Una bobina magnetica sintonizzata all’esterno del corpo – che potrebbe essere indossata come un cerotto sulla pelle – trasmette energia a un’antenna piccola e flessibile all’interno del dispositivo, consentendo un trasferimento di energia wireless.
In genere, quando un dispositivo medico viene impiantato nel corpo, gli attacchi del sistema immunitario portano a un accumulo di tessuto cicatrizzato chiamato fibrosi, che può ridurre l’efficacia del dispositivo. Questo tessuto cicatriziale si è formato attorno agli impianti utilizzati nello studio, ma il successo del dispositivo nel controllare i livelli di glucosio nel sangue suggerisce che l’insulina era ancora in grado di diffondersi fuori dal dispositivo e il glucosio al suo interno.
Questo approccio recentemente sviluppato potrebbe essere utilizzato anche per fornire cellule che producono altri tipi di proteine necessarie per lunghi periodi di tempo, e i ricercatori del MIT hanno dimostrato che il loro dispositivo potrebbe anche mantenere in vita le cellule che producono eritropoietina, una proteina che stimola la produzione di globuli rossi. I ricercatori ora intendono testare il dispositivo su animali più grandi e, infine, sugli esseri umani.
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