Un gel intelligente per il rilascio di insulina

Catetere con gel. (Credit: Matsumoto et al., Sci. Adv. 2017)

Facile, senza componenti elettronici, potenzialmente simile a un pancreas artificiale: sono solo alcune delle caratteristiche di un nuovo dispositivo, a base di un “gel intelligente”, per somministrare l’insulina nei pazienti col diabete. Si tratta di un prototipo ancora in fase di studio, messo a punto da un gruppo di ricercatori guidati dalla Medical and Dental University di Tokyo, in Giappone. Testato per ora su modello animale, distribuisce “da solo” l’insulina all’organismo, monitorando le variazioni delle concentrazioni di glucosio. Secondo gli autori della ricerca, potrebbe così essere più semplice da usare e accurato rispetto ai sistemi tecnologici attualmente in uso, principalmente infusori sottocutanei di insulina che richiedono un intervento esterno del paziente. I risultati dello studio sono pubblicati su Science Advances. Ma ecco come funziona questo dispositivo.

I ricercatori hanno pensato di creare in laboratorio un sistema basato su un circuito chiuso, che non richiede cioè l’intervento esterno da parte del paziente. Il dispositivo, monouso, potrebbe garantire il controllo del glucosio per circa tre settimane. Sono già stati sviluppati alcuni prototipi, tuttavia finora non hanno avuto poi un’applicazione clinica, sottolineano gli autori.

L’ingrediente centrale di questa tecnologia è costituito da un “gel intelligente”, che grazie alle sue proprietà chimiche è in grado di rilevare in maniera continua le variazioni di glucosio e di attivarsi di conseguenza, al bisogno, inviando un’adeguata quantità di insulina. Il tutto avviene tramite un catetere, impiantato sotto la cute, in modo che il circuito – cioè il meccanismo con cui viene somministrata l’insulina – sia chiuso e non governato dall’esterno. Questo gel è un colloide sospeso in acqua – appunto un idrogel, un tipo di composto chimico che può essere utilizzato per inviare medicinali nell’organismo – ed è sensibile al glucosio: quando il glucosio è elevato, il gel diventa permeabile e rilascia l’insulina contenuta al suo interno. Al contrario quando il glucosio è basso il gel risulta impermeabile, come uno strato di pelle, e forma così un vero e proprio scudo per l’insulina, che rimane bloccata al suo interno. In questo modo, questo sistema distribuisce l’ormone in maniera autonoma e intelligente, solo quando è necessario e in maniera continua durante l’arco della giornata. E nel modello animale, questo sistema ha dato prova, spiegano i ricercatori, di funzionare in maniera simile ad un pancreas artificiale.

Sezione del catetere con gel (Credits: Matsumoto et al., Sci. Adv. 2017)

Anche se l’uso degli idrogel come sensori di glucosio non è un’idea nuova, questa è la prima volta – spiegano gli autori – in cui un approccio che si basa su un polimero sintetico e senza componenti elettronici, ha mostrato, nei topi, un adeguato controllo del dosaggio dell’insulina.

Secondo Akira Matsumoto, primo autore dello studio, e i suoi colleghi, in futuro – se il risultato si confermerà anche nelle fasi successive della sperimentazione – questo sistema potrà fornire numerosi vantaggi in termini di costi, stabilità e semplicità nella manutenzione, punti di forza che superano quelli degli approcci basati su componenti elettronici attualmente in uso. E così, questo dispositivo potrebbe rappresentare un valido supporto per i pazienti con diabete, soprattutto per bambini, anziani, pazienti con particolari problematiche o abitanti dei paesi in via di sviluppo. Per un problema, quello del diabete, di salute globale, che solo in Italia colpisce più di 4 milioni di persone (dato AME Diabetes Update 2017).

Riferimenti: Science Advances