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La piattaforma impiantabile fornisce un trattamento prolungato del diabete di tipo 1 somministrando cellule pancreatiche e contemporaneamente immunosopressori.
Un dispositivo di dimensioni di una moneta creato da Houston Methodist potrebbe rivoluzionare il trattamento per il diabete di tipo 1, una condizione cronica che non ha una cura.
In uno studio pubblicato nel numero del 26 dicembre di Nature Communications, un team di ricerca presentato un dispositivo stampato in 3D simile a un pancreas bioingegnerizzato in grado di dispensare cellule insulari e immunosoppressori chiamato NICHE.
Il trattamento ha ripristinato livelli sani di glucosio ed eliminato i sintomi del diabete di tipo 1 nei modelli animali per più di 150 giorni, evitando gravi effetti avversi della terapia anti-rigetto somministrando farmaci immunosoppressori solo dove si trovavano le cellule insulari trapiantate.
Il diabete di tipo 1 è causato da una reazione autoimmune che distrugge le cellule del pancreas che producono insulina. Può anche causare insufficienza renale. Le iniezioni quotidiane di insulina sono il trattamento convenzionale, ma raggiungere uno stretto controllo dei livelli di glucosio rimane impegnativo per i pazienti.
Inoltre, nei casi più gravi, i pazienti possono aver bisogno di trapianti di pancreas e rene, oppure possono qualificarsi per un trapianto di cellule insulari, in cui le cellule insulari di un donatore di pancreas deceduto vengono raccolte e quindi trapiantate nel fegato del paziente con diabete di tipo 1.
Questi trapianti possono aiutare a migliorare i sintomi, ma, come per tutti i trapianti di organi, uno dei problemi è la necessità di farmaci immunosoppressori per il resto della vita per evitare il rigetto. L’immunosoppressione permanente può portare i pazienti ad essere vulnerabili alle malattie infettive e aumenta il rischio di alcuni tipi di cancro.
Il NICHE, creato nel Dipartimento di Nanomedicina dello Houston Methodist Research Institute, è un dispositivo piatto posto sotto la pelle composto da un serbatoio cellulare per le isole e un serbatoio di farmaci circostante per la terapia immunosoppressione localizzata.
È la prima piattaforma a combinare vascolarizzazione diretta e immunosoppressione locale in un unico dispositivo impiantabile per il trapianto allogenico di isole e la gestione a lungo termine del diabete di tipo 1. La vascolarizzazione diretta è fondamentale per fornire nutrienti e ossigeno per mantenere la vitalità delle cellule insulari trapiantate.
“Un risultato chiave della nostra ricerca è che l’immunosoppressione locale per il trapianto di cellule è efficace”, ha detto Alessandro Grattoni, autore corrispondente e presidente del Dipartimento di Nanomedicina presso lo Houston Methodist Research Institute.
“Questo dispositivo potrebbe cambiare il paradigma di come vengono gestiti i pazienti e può avere un impatto enorme sull’efficacia del trattamento e sul miglioramento della qualità della vita dei pazienti”.
La NICHE incorpora porte per il rifornimento di farmaci secondo necessità. I ricercatori hanno riempito i serbatoi di farmaci ogni 28 giorni.
Il team di Grattoni sta lavorando per migliorare la tecnologia NICHE per l’implementazione clinica, per la quale il rifornimento di farmaci può essere necessario solo una volta ogni sei mesi.
La capacità di ricaricare la tecnologia NICHE consente un uso a lungo termine nei pazienti. Inoltre, i cambiamenti nelle formulazioni o nella concentrazione dei farmaci potrebbero estendere gli intervalli di ricarica a una volta all’anno, allineandosi con le visite mediche di routine.
Grattoni e i suoi collaboratori amplieranno questa ricerca nei prossimi anni, con l’obiettivo finale di testare la sicurezza della NIC nell’uomo in circa tre anni.
Il laboratorio di nanomedicina di Grattoni presso Houston Methodist si concentra su piattaforme impiantabili basate sulla nanofluidica per la somministrazione controllata e a lungo termine di farmaci e il trapianto di cellule per il trattamento di malattie croniche.
Immagine: Houston Methodist
