Una soluzione innovativa dal MIT promette di proteggere i pazienti diabetici dai cali glicemici pericolosi, con un sistema sottocutaneo che elimina la necessità di iniezioni di emergenza
Per chi convive con il diabete di tipo 1, l’ombra dell’ipoglicemia, ovvero un brusco e pericoloso calo dei livelli di zucchero nel sangue, è una costante preoccupazione. Quando i valori di glucosio precipitano a livelli critici, la situazione può diventare rapidamente una vera emergenza medica. La terapia standard prevede l’iniezione di glucagone, un ormone che stimola il fegato a rilasciare glucosio nel flusso sanguigno. Tuttavia, in contesti di emergenza, soprattutto quando il paziente non è cosciente o in grado di auto-somministrarsi il farmaco, la tempestività dell’intervento può fare la differenza.
È proprio in questo scenario che gli ingegneri del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno introdotto una soluzione potenzialmente rivoluzionaria: un dispositivo impiantabile per il diabete. Questo innovativo serbatoio sottocutaneo è progettato per rilasciare automaticamente glucagone quando i livelli di zucchero nel sangue scendono troppo, agendo come una sorta di “salvavita” sempre pronto all’azione. La sua utilità è evidente in diverse situazioni critiche, come gli episodi di ipoglicemia notturna o per i pazienti pediatrici che non possono somministrarsi iniezioni autonomamente.
“Questo è un piccolo dispositivo di emergenza che può essere posizionato sotto la pelle, pronto ad agire se lo zucchero nel sangue del paziente scende troppo in basso“, ha spiegato Daniel Anderson, professore del Dipartimento di Ingegneria Chimica del MIT e autore senior dello studio. “Il nostro obiettivo era costruire un dispositivo impiantabile che fosse sempre pronto a proteggere i pazienti dall’ipoglicemia. Crediamo che questo possa anche alleviare la paura costante dell’ipoglicemia che affligge molti pazienti e i loro genitori.“
Lo studio, condotto da Siddharth Krishnan (già ricercatore del MIT e ora professore assistente a Stanford) e pubblicato su Nature Biomedical Engineering, ha inoltre rivelato che il dispositivo potrebbe essere utilizzato per rilasciare dosi di emergenza di epinefrina, aprendo nuove prospettive per il trattamento di attacchi cardiaci o reazioni allergiche gravi, come lo shock anafilattico.
La Tecnologia dietro il dispositivo impiantabile
La necessità di un dispositivo impiantabile per il diabete è chiara: sebbene le iniezioni quotidiane di insulina siano essenziali per la gestione del diabete di tipo 1, un eccessivo calo glicemico può portare a confusione, convulsioni e, nei casi più gravi, al coma. Non tutti i pazienti sono in grado di percepire l’insorgere dell’ipoglicemia, rendendo difficile una risposta immediata.
Il dispositivo impiantabile progettato dal team del MIT è delle dimensioni di una moneta da 25 centesimi e contiene un piccolo serbatoio di farmaco, realizzato in un polimero stampato in 3D. Il segreto del rilascio sta in una speciale lega a memoria di forma, programmata per cambiare configurazione (da piatta a “U”) quando riscaldata a 40 gradi Celsius. Per superare il problema della rapida degradazione del glucagone liquido, il team ha optato per una versione in polvere del farmaco, garantendone la stabilità a lungo termine all’interno del serbatoio.
Ogni dispositivo può contenere da una a quattro dosi di glucagone e integra un’antenna sintonizzata per rispondere a una specifica frequenza radio. Questo permette l’attivazione remota di una piccola corrente elettrica che riscalda la lega a memoria di forma, innescando il rilascio del farmaco. La capacità di ricevere segnali wireless significa che il rilascio potrebbe essere innescato automaticamente da un sensore per il monitoraggio continuo del glucosio (CGM), non appena i livelli di zucchero scendono al di sotto di una soglia di sicurezza.
Speranze per il futuro
I test condotti su topi diabetici hanno mostrato risultati molto promettenti: meno di 10 minuti dopo l’attivazione del dispositivo impiantabile diabete, i livelli di zucchero nel sangue hanno iniziato a stabilizzarsi, scongiurando l’ipoglicemia. Risultati analoghi sono stati ottenuti con l’epinefrina in polvere, dimostrando un aumento dei livelli nel flusso sanguigno e della frequenza cardiaca.
Attualmente, i dispositivi sono stati testati per un periodo massimo di quattro settimane, ma i ricercatori puntano ad estendere la loro durata fino a un anno o più. Un aspetto cruciale affrontato è la formazione di tessuto cicatriziale attorno all’impianto, un problema comune per i dispositivi medici. Fortunatamente, i test hanno dimostrato che il rilascio del farmaco rimane efficace nonostante la fibrosi, un segnale positivo per la funzionalità a lungo termine.
Il team di ricerca sta ora pianificando ulteriori studi sugli animali e mira ad avviare le sperimentazioni cliniche sull’uomo entro i prossimi tre anni. Questo dispositivo impiantabile per il diabete rappresenta non solo un’innovazione significativa per la sicurezza e la qualità della vita dei pazienti diabetici, ma potrebbe anche aprire la strada a un nuovo paradigma per la somministrazione automatica di farmaci di emergenza in diverse condizioni mediche.
