Una ricerca che ha coinvolto ricercatori dell’ Harvard University, del MIT, del Royal College of Surgeons in Irlanda, del Trinity College di Dublino e altri centri di ricerca, ha portato allo sviluppo di Therepi, un nuovo dispositivo impiantabile che può essere applicato direttamente al cuore e che permette di somministrare i farmaci in modo localizzato e continuativo. Lo scopo del dispositivo è quello di arrestare la progressione della cascata di eventi che si susseguono in seguito ad un infarto e che portano all’ insorgenza di insufficienza cardiaca.

Uno dei vantaggi più evidenti di questo sistema di somministrazione localizzata della terapia sta nell’incremento dell’efficienza dei farmaci. Difatti, potendo somministrare dosi più basse, vengono ridotti gli effetti collaterali.

Un nuovo metodo per la terapia post-infarto

Therepi
Therepi. Credits: Second Bay Studio/Harvard SEAS

Quando abbiamo parlato di rigenerazione del tessuto cardiaco infartuato, abbiamo evidenziato come la formazione di tessuto cicatriziale, che avviene in seguito ad un infarto, porti ad una perdita di elasticità del miocardio, con conseguente compromissione delle normali funzioni del cuore.

Due dei metodi prevalentemente utilizzati per impedire l’ insufficienza cardiaca risultano inefficaci e invasivi.

Il primo metodo prevede la somministrati sistemica dei farmaci. Lo svantaggio è che, spesso, solo una piccola quantità di farmaco raggiunge il tessuto cardiaco danneggiato. Inoltre, per evitare effetti collaterali, è necessario ricorrere a basse dosi. Il metodo alternativo prevede una procedura invasiva per iniettare terapie direttamente nel muscolo cardiaco. Poiché sono necessarie più dosi, sono necessari più interventi chirurgici invasivi.

Ora, grazie ad un nuovo dispositivo epicardico, denominato Therepi, sarà possibile somministrare piccole molecole, macromolecole e cellule direttamente al cuore, ogniqualvolta risulti necessario, senza ricorrere ad una procedura invasiva.

Dopo un attacco cardiaco potremmo usare questo dispositivo per fornire una terapia per evitare che un paziente provi insufficienza cardiaca.Se il paziente ha già un certo grado di insufficienza cardiaca, possiamo usare il dispositivo per attenuare la progressione.

Spiega Ellen Roche, del Dipartimento di ingegneria meccanica del MIT, co-autrice dello studio.

I dettagli della ricerca sono rinvenibili nel relativo paper, pubblicato in Nature Biomedical Engineering.

Com’è fatto Therepi?

Il dispositivo è costituito da un serbatoio che può essere impiantato con un’ unica procedura chirurgica. Il serbatoio, fatto di un polimero gelatinoso, ha una forma semisferica con fondo appiattito. Il fondo piatto, che si trova a diretto contatto con il cuore, è costituito da una membrana semi-permeabile in policarbonato, che può essere regolata a seconda della dimensione delle molecole che si vogliono iniettare e della velocità di somministrazione desiderata. Grazie ad un catetere, il dispositivo può essere alimentato dall’esterno da un operatore sanitario o anche dal paziente stesso.

Il materiale che abbiamo usato per costruire il serbatoio è stato fondamentale. Era necessario che si comportasse come una spugna, in modo che potesse mantenere la terapia esattamente dove ne hai bisogno. Questo non è semplice da realizzare, poiché il cuore si contrae e si muove costantemente.

Spiega William Whyte, co-primo autore del paper.

Cellule staminali e non solo

Le cellule staminali sono una delle vie più promettenti per il trattamento delle cicatrici cardiache, ma finora gli studi clinici hanno mostrato solo modesti benefici, in parte perché non esiste un metodo affidabile per somministrare più dosi di cellule staminali senza ricorrere a più interventi chirurgici. In uno studio pre-clinico di 28 giorni, i ricercatori hanno dimostrato che la somministrazione ripetuta di cellule staminali mediante Therepi può portare ad un aumento della funzione cardiaca fino a quattro settimane.

Le capacità di Therepi vanno oltre il trattamento delle malattie cardiache. Il dispositivo potrebbe infatti essere utilizzato anche come uno strumento per identificare il dosaggio appropriato per una determinata condizione.

Prima di passare all’implementazione clinica, i ricercatori si concentreranno sull’ottimizzazione del design del dispositivo per consentire una varietà di applicazioni terapeutiche.

 

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