Le malattie della pelle diffuse come la psoriasi o la neurodermite sono difficili da trattare. Insieme a un partner industriale, i ricercatori dell’Empa hanno trovato una soluzione innovativa: le “stelle” nanoceramiche creano minuscole lesioni cutanee e consentono alle molecole terapeutiche di raggiungere il loro sito d’azione.
Quando gli scienziati dei materiali guardano le stelle, potrebbero essere in grado di riconoscere il futuro, in particolare quando si tratta di stelle fatte di nanoceramica.
I ricercatori dell’Empa di Dübendorf e Thun stanno sviluppando metodi di trattamento innovativi per le malattie della pelle più diffuse in collaborazione con il partner industriale Aldena Therapeutics.
Il team si sta concentrando sulle stelle nanoceramiche che “passano attraverso la pelle”. Il progetto è finanziato da Innosuisse, l’Agenzia svizzera per la promozione dell’innovazione.
Il problema è che i moderni principi attivi non penetrano abbastanza in profondità negli strati della pelle interessata se vengono applicati in unguenti o lozioni convenzionali.
Tuttavia, se la pelle potesse essere resa permeabile per un breve periodo, le grandi molecole terapeuticamente attive potrebbero essere consegnate al loro sito bersaglio.
Ad esempio, le molecole siRNA, abbreviazione di small interfering RNA, vengono utilizzate per nuove terapie.
Queste molecole possono aiutare a regolare la produzione di proteine attraverso interazioni mirate con l’RNA messaggero (mRNA) del corpo.
In quanto tali, possono intervenire nella progressione della malattia e bloccare i processi dannosi.
Esistono già farmaci con questa modalità d’azione per alcuni disturbi metabolici e malattie ereditarie.
Per l’applicazione di tali siRNA nelle terapie moderne, Aldena Therapeutics, con sede a Boston, Londra e Losanna, era alla ricerca di un metodo efficace per fornire principi attivi nella pelle, o meglio: sotto.
I ricercatori dell’Empa Michael Stuer del laboratorio High Performance Ceramics e Patrick Hoffmann del laboratorio Advanced Materials Processing hanno quindi utilizzato nanoceramiche costituite da particelle di ossido di alluminio per creare una forma tridimensionale a spigoli vivi.
Dopo la sinterizzazione, sono state create stelle a tre bracci con un diametro di circa 0,8 millimetri, che possono essere utilizzate per aprire temporaneamente la barriera cutanea per le molecole di siRNA.
“Le stelle 3D con le braccia affusolate creano micro-ferite nella pelle che si chiudono rapidamente da sole”, spiega Stuer. Tuttavia, c’è ancora abbastanza tempo perché il principio attivo penetri nella pelle.
Nel progetto StarCURE, il team dell’Empa è riuscito a produrre le stelle curvate con un angolo preciso. In questo modo, le stelle “rotolano” sulla pelle quando vengono applicate, inclinandosi rapidamente e creando così più micro-aperture nella pelle rispetto alle strutture piatte.
Le stelle in nanoceramica vengono applicate in un gel. L’eccesso viene rimosso pochi secondi dopo l’applicazione.
Michael Stuer, che ha testato personalmente il gel contenente stelle, conferma la testimonianza dei soggetti del test precedente: “Sembra uno scrub per la pelle”.
Un altro fattore decisivo per il suo utilizzo come terapia è stato un processo di produzione efficiente in termini di costi.
Se le stelle dovessero essere prodotte utilizzando un processo laser, ad esempio, il prezzo di produzione non sarebbe adeguato.
Senza ulteriori indugi, i ricercatori dell’Empa hanno sviluppato stampi per la colata di polimeri con i quali è possibile produrre grandi quantità molto più rapidamente e facilmente.
Con questo passaggio su scala industriale, è possibile ridurre significativamente i costi di produzione. I ricercatori hanno recentemente depositato una domanda di brevetto per il processo.
Ma il team dell’Empa e Aldena Therapeutics vogliono andare ancora oltre: nella fase successiva, Stuer vuole modificare la ricetta in modo che le stelle nanoceramiche diventino biodegradabili o si disintegrino dopo l’uso.
In futuro, l’attuale materiale ceramico potrebbe essere legato a un biopolimero o sostituito da un biovetro. Ciò amplierebbe notevolmente il campo di applicazione. “I pazienti potevano semplicemente lavare via le stelle dopo l’applicazione”, afferma Stuer.
E infine, il campo di applicazione non si limita alle malattie della pelle. Un esempio: fino al 30% di tutti i bambini e i giovani adulti soffre di fobia da iniezione.
La somministrazione di un farmaco per iniezione alle persone colpite provoca loro grande ansia e persino svenimento.
Nella pratica medica quotidiana, questa è una sfida per tutte le parti coinvolte.
Secondo il ricercatore dell’Empa, le stelle in nanoceramica potrebbero anche essere una buona soluzione per queste persone per ricevere i farmaci o i vaccini necessari in modo semplice e senza punture.
