Il futuro della medicina potrebbe coinvolgere le cosiddette farmacie viventi, costituite da cellule ingegnerizzate impiantate direttamente nel corpo. La ricerca condotta oggi mostra come questi dispositivi wi-fi possono essere programmati per produrre e somministrare più farmaci contemporaneamente.
Gli scienziati della Northwestern College e altri hanno sviluppato l’impianto, chiamato sistema bioelettronico di ossigenazione ibrida per la terapia impiantata, o HOBIT in breve. Nei check sui ratti, il dispositivo ha fornito quantità affidabili di tre farmaci contemporaneamente, incluso un farmaco GLP-1. Inoltre, hanno dimostrato che è possibile mantenere in vita la maggior parte di queste cellule ingegnerizzate per almeno un mese all’interno del corpo, grazie a una fonte di ossigeno autosufficiente.
“Questa tecnologia ha il potenziale per fungere da piattaforma per la terapia cellulare, consentendo dosi clinicamente rilevanti con impianti minimamente invasivi”, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo, pubblicato Venerdì sulla rivista Machine.
La farmacia vivente
Forse l’ostacolo più grande all’uso di qualsiasi farmaco è l’aderenza. Per molte ragioni, le persone spesso trovano difficile assumere le medication come prescritto. È un problema solo composto per chi soffre di patologie croniche, soprattutto se deve assumere più farmaci, ciascuno con il proprio programma di dosaggio unico.
Gli scienziati della Northwestern, della Rice College e della Carnegie Mellon College ritengono che HOBIT e tecnologie simili possano fare molto per risolvere questo grave problema. Questi minuscoli dispositivi sono pieni zeppi di cellule geneticamente modificate che producono il farmaco desiderato. Una volta impiantate all’interno del corpo, di solito appena sotto la pelle, le cellule possono rilasciare il farmaco secondo necessità senza problemi, mentre la struttura del dispositivo è progettata per proteggere le cellule da qualsiasi risposta immunitaria.
Una delle sfide tecniche che questi impianti devono affrontare è stata la sopravvivenza. Proprio come qualsiasi altra cellula, queste farmacie viventi hanno bisogno di ossigeno per rimanere in vita e le dimensioni ridotte degli impianti limitano qualsiasi potenziale apporto di ossigeno immagazzinato. Negli ultimi anni, tuttavia, i ricercatori hanno sviluppato una soluzione alternativa a questa limitazione: un dispositivo in grado di produrre ossigeno da solo utilizzando l’elettricità per dividere le molecole d’acqua vicine. Nel 2023, loro pubblicato uno studio sulla tecnologia.
In quest’ultima ricerca, hanno testato se la nuova aggiunta potesse prolungare la longevità dei loro impianti. Hanno confrontato HOBIT con dispositivi di controllo senza ossigenazione locale. I dispositivi sono stati impiantati nei ratti e progettati per produrre un anticorpo anti-HIV, l’ormone leptina, ed exenatide, un farmaco GLP-1 di prima generazione. È importante sottolineare che questi farmaci hanno tutti un’emivita diversa, con exenatide che ha la più breve, circa 2,5 ore.
Nei dispositivi HOBIT, i livelli di tutti e tre i farmaci sono rimasti stabili nei ratti per l’intero studio, durato un mese, mentre i livelli dei farmaci a durata più breve sono diminuiti entro una settimana nei dispositivi non ossigenati. E alla tremendous dello studio, in media circa il 65% delle cellule negli impianti HOBIT erano ancora vive, rispetto a solo il 20% negli impianti di controllo. In un altro esperimento con un macaco cynomolgus maschio di 7 anni, i ricercatori hanno scoperto che i dispositivi (senza cellule) potevano essere impiantati in modo sicuro e rimossi un mese dopo senza grossi rischi per la salute o una grave risposta immunitaria.
Cosa verrà dopo?
Ovviamente, l’impianto HOBIT è ancora in fase iniziale di sviluppo. E ci vorranno ulteriori ricerche per confermare se questo o dispositivi simili possano essere utilizzati in modo sicuro e affidabile nelle persone. Ma i ricercatori sono certamente fiduciosi riguardo al futuro di questa tecnologia.
“Da qui, la piattaforma può essere ampliata per colpire una varietà di malattie o tipi di cellule per massimizzare l’efficacia e la traduzione fattibile”, hanno scritto gli autori. Altre ricerche hanno suggerito che impianti simili possono essere utilizzati, advert esempio, per ripristinare efficacemente la produzione di insulina nelle persone con diabete.
Il staff prevede poi di testare il dispositivo su animali più grandi ed esplorare come può essere utilizzato per trattare altre condizioni di salute.
