Un cerotto intelligente per insulina grande quanto una moneta potrą gestire il diabete?

Diabete

Gli ingegneri biomedici della University of California, Los Angeles (UCLA), in collaborazione con i ricercatori della UNC (University of North Carolina) School of Medicine e del MIT, hanno sviluppato un cerotto intelligente per la somministrazione di insulina che potrebbe un giorno monitorare e gestire i livelli di glucosio nelle persone con diabete e fornire rapidamente all'organismo l'insulina necessaria.

Gli ingegneri biomedici della University of California, Los Angeles (UCLA), in collaborazione con i ricercatori della UNC (University of North Carolina) School of Medicine e del MIT, hanno sviluppato un cerotto intelligente per la somministrazione di insulina che potrebbe un giorno monitorare e gestire i livelli di glucosio nelle persone con diabete e fornire rapidamente all’organismo l'insulina necessaria.

Il cerotto adesivo, delle dimensioni di circa una moneta da un quarto di dollaro, è semplice da fabbricare ed è destinato all'uso quotidiano. Per ora sono state condotte delle sperimentazioni precliniche su topi e suini, pubblicate sulla rivista Nature Biomedical Engineering, ma il team di ricerca, guidato da Zhen Gu, professore di bioingegneria presso la UCLA Samueli School of Engineering, sta chiedendo l'approvazione della Fda per procedere con gli studi clinici sull'uomo.

«Il nostro obiettivo principale è migliorare la salute e la qualità della vita delle persone diabetiche», ha affermato Gu. «Questo cerotto intelligente elimina la necessità di controllare costantemente lo zucchero nel sangue e consente di iniettare insulina se e quando è necessario. Imita la funzione regolatoria del pancreas in un modo molto semplice da utilizzare».

Un cerotto intelligente con microaghi
Il cerotto adesivo monitora i livelli ematici di glucosio e contiene delle dosi di insulina precaricate in minuscoli microaghi (microneedles), di lunghezza inferiore a un millimetro, in grado di erogare rapidamente il medicinale quando i livelli di zucchero nel sangue raggiungono una certa soglia. Una volta che la glicemia torna alla normalità, l’erogazione di insulina rallenta. Secondo i ricercatori avrebbe il vantaggio di poter aiutare a prevenire il sovradosaggio di insulina, che può portare a ipoglicemia, convulsioni, coma o persino morte.

«È sempre stato un sogno poter somministrare l’insulina in modo intelligente e conveniente», ha dichiarato il coautore dello studio John Buse, direttore del North Carolina Translational and Clinical Sciences Institute. «Questo cerotto, se si dimostrerà sicuro ed efficace negli studi sull'uomo, rivoluzionerebbe l'esperienza del paziente nella cura del diabete».

L'insulina è un ormone prodotto naturalmente nel pancreas che aiuta il corpo a regolare i livelli di glucosio, spostandolo dal flusso sanguigno alle cellule per produrre e immagazzinare energia. Il diabete di tipo 1 si verifica quando l’organismo non produce naturalmente insulina, mentre nella forma di tipo 2 il corpo non è in grado di utilizzare in modo efficiente l'insulina prodotta. In entrambi i casi, viene prescritto un dosaggio regolare di insulina per gestire la malattia, che colpisce oltre 400 milioni di persone in tutto il mondo.

Una gestione più comoda dei livelli glicemici
Negli ultimi decenni il trattamento per la malattia non è cambiato molto in gran del mondo. I pazienti diabetici prelevano il sangue con un dispositivo che misura i livelli di glucosio e poi si auto-somministrano la dose di insulina necessaria. Quest’ultima può essere iniettata tramite un dispositivo simile a una penna, oppure erogata da una pompa per insulina, uno strumento portatile delle dimensioni di un cellulare collegato al corpo attraverso un tubo e con un ago all'estremità.

I microaghi utilizzati nel cerotto sono realizzati con un polimero sensibile al glucosio incapsulato con insulina. Una volta applicato sulla pelle, i microaghi penetrano sotto la pelle e possono rilevare i livelli di zucchero nel sangue. Se i livelli di glucosio salgono, il polimero si attiva per rilasciare l'insulina. Ogni microago è più piccolo di un normale ago utilizzato nelle penne per insulina e penetra nella pelle per circa mezzo millimetro, quindi l’applicazione del cerotto è meno dolorosa di una puntura di spillo.

Negli esperimenti condotti sinora il dispositivo ha controllato con successo i livelli di glucosio nei suini (peso medio 55 chili) con diabete di tipo 1 per circa 20 ore.
«Sono lieto che il team possa portare questo cerotto intelligente un po’ più vicino alla realtà, e non vediamo l'ora di valutarlo per dare un aiuto alle persone con diabete», ha dichiarato Robert Langer, professore dell'Istituto David H. Koch al MIT e uno dei coautori dello studio.

La tecnologia è stata accettata nell’Emerging Technology Program dalla Fda, che fornisce assistenza alle aziende per la fase regolatoria. I ricercatori hanno chiesto all’agenzia l'approvazione per la sperimentazione sull'uomo, che ritengono possa iniziare entro pochi anni. Il team pensa che il cerotto intelligente con microaghi possa anche essere adattato per gestire altri farmaci in modo da essere utile in ulteriori condizioni mediche.

Bibliografia

Yu J et al. Glucose-responsive insulin p atch for the regulation of blood glucose in mice and minipigs. Nat Biomed Eng (2020).

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