Un’innovativa cura per il diabete potrebbe arrivare grazie ad EMPATIC (EModulation of PAncreaTic Islet Cells), un nuovo progetto di ricerca sviluppato da un gruppo di ricercatrici di ingegneria robotica, biomedica e neuromorfica provenienti da New York University, Universität Zürich, CNR e cordinato da ENEA, ente pubblico di ricerca italiano che opera nei settori dell’energia, dell’ambiente e delle nuove tecnologie.

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Che cosa causa il diabete?

Il diabete è una malattia cronica caratterizzata dalla presenza di elevati livelli di glucosio nel sangue (iperglicemia), dovuta a un’alterata quantità o funzione dell’insulina. L’insulina è l’ormone, prodotto dal pancreas, che consente al glucosio l’ingresso nelle cellule e il suo conseguente utilizzo come fonte energetica. Quando questo meccanismo è alterato, il glucosio si accumula nel circolo sanguigno causando, appunto, l’iperglicemia.

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Distinguiamo due tipi di diabete:

  •  il diabete di tipo 1 riguarda circa il 10% delle persone con diabete, in genere insorge nell’infanzia o nell’adolescenza ed è caratterizzato dall’assenza totale di secrezione insulinica;
  •  il diabete di tipo 2 riguarda circa il 90% dei casi, si manifesta generalmente dopo i 30-40 anni ed è caratterizzato da un duplice difetto: non viene prodotta una quantità sufficiente di insulina per soddisfare le necessità dell’organismo (deficit di secrezione di insulina), oppure l’insulina prodotta non agisce in maniera soddisfacente (insulino-resistenza).

Il progetto EMPATIC: interfacce neurali per la neurostimolazione del pancreas

L’obiettivo di EMPATIC è quello di utilizzare innovativi mini elettrodi 3D per monitorare e stimolare la produzione di insulina del pancreas nel trattamento del diabete di tipo 2. Alla base del progetto vi è l’utilizzo di interfacce neurali per la neurostimolazione del pancreas. Quando l’interfaccia neurale, durante la funzione di monitoraggio, rileverà un valore di insulina insufficiente ai fini del metabolismo degli zuccheri nel sangue, l’elettrodo si attiverà e stimolerà il pancreas a produrre una quantità maggiore dell’ormone.

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Si tratta di elettrodi tridimensionali, flessibili e miniaturizzati, dotati di sistema di ancoraggio che garantisce maggiore stabilità del contatto elettrico per la registrazione e la stimolazione delle attività neurali. Tali dispositivi sono stati messi a punto precedentemente dal team per uno studio sulla stimolazione e la registrazione del sistema nervoso periferico nel controllo delle protesi robotiche di arti superiori.

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Il progetto EMPATIC è un ulteriore e lampante esempio di come le interfacce neurali svolgano sempre di più un ruolo fondamentale nella ricerca scientifica, dimostrando grande flessibilità e varietà di impieghi, dal ripristino di funzioni neurosensoriali, come la vista o l’udito, attraverso la stimolazione della corteccia cerebrale, alla cura di patologie come l’epilessia, il morbo di Parkinson e perfino il diabete. EMPATIC pone le basi per la realizzazione di una cura che potrebbe rivoluzionare la vita di molti soggetti diabetici.

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“In Italia le persone affette da diabete mellito di tipo 2 sono oltre 3 milioni, circa il 5% della popolazione. Con il progetto EMPATIC vogliamo migliorare la qualità della vita dei pazienti, portando innovazione nel trattamento di questa malattia che colpisce principalmente gli adulti, ma in crescita anche tra i più giovani a causa dell’obesità”, spiega la ricercatrice ENEA Silvia Bossi che coordina le attività di ricerca.

Grazie al premio in denaro aggiudicatosi, messo in palio da Invitalia per l’hackathon SuperConnected Robot nell’ambito di RomeCup 2019, il progetto EMPATIC vanta un punto di partenza solido a partire dal quale  il team elaborerà altre proposte per trovare nuovi finanziamenti e proseguire l’ attività di ricerca.

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