Migliorare la gestione del dolore con la nanotecnologia
Per i milioni di persone colpite da malattie del sistema nervoso, il dolore derivato può essere devastante; purtroppo, le opzioni per la gestione di questo dolore sono limitate a un trattamento di breve termine. Alcuni dei trattamenti a rilascio prolungato (per esempio i liposomi caricati di farmaci) disponibili sul mercato possono assicurare fino a una settimana di sollievo dal dolore ma per farlo utilizzano una scarica o un profilo di rilascio di anestetico costante che non può adattarsi ai cambiamenti nell’attività fisica del paziente o alle fluttuazioni del livello di dolore. «Questi sistemi convenzionali non possono fermare il rilascio finché il farmaco non è esaurito», afferma Manuel Arruebo, un ricercatore dell’Università di Saragozza in Spagna. «Tuttavia, esistono molte malattie che richiedono un rilascio appropriato di un dato farmaco in un dato momento, tra cui, solo per citarne alcune, il diabete, disturbi ormonali e il dolore sciatico». Tramite il supporto del progetto NANOHEDONISM (A Photo-triggered On-demand Drug Delivery System for Chronic Pain), finanziato dall’UE, Arruebo e il suo team di ricercatori sta sviluppando sistemi reversibili che consentono di rilasciare un farmaco dove e quando è necessario.
Trattamento del dolore su richiesta
Lo scopo del progetto consisteva nello sviluppare nanoparticelle iniettabili e biodegradabili caricate di farmaci in grado di rilasciare la sostanza quando necessario. Per ottenere ciò, i ricercatori hanno creato sistemi di somministrazione del farmaco attivabili con radiazione nel vicino infrarosso (NIR) e visibile (VIS) e attivabili esternamente. I sistemi sono attivati tramite una radiazione laser a infrarossi applicata esternamente, la quale consente di rilasciare il farmaco su richiesta quando è necessario. «La nostra idea consisteva nello sviluppare capsule che possono rilasciare solo un po’ di anestetico quando è necessario e che possono essere attivate e disattivate ripetutamente senza dovere iniettare di nuovo del materiale aggiuntivo», spiega Arruebo. Le nanoparticelle iniettabili utilizzate nella soluzione NANOHEDONISM sono composte da materiali biocompatibili; la loro sintesi è realizzata utilizzando reattori microfluidici. L’intero processo è sostenuto dalla fluidodinamica computazionale, che è utilizzata per produrre e verificare la quantità di farmaco contenuta in ogni nanoparticella, produrre le nanoparticelle su larga scala ed evitare eterogeneità che comporterebbero profili di rilascio del farmaco non riproducibili. «In questo progetto abbiamo sviluppato mezzi che trasportano farmaci e che rilasciano il loro carico in locale sul sito dell’iniezione e durante il tempo necessario per adattare la dose alle esigenze specifiche», aggiunge Arruebo. «Questa tecnologia è in grado di consentire al paziente o al medico di decidere quando somministrare il farmaco in un modo minimamente invasivo e di fornire le dosi terapeutiche di analgesico solo per il tempo necessario». La biocompatibilità e l’efficacia delle nanocapsule NANOHEDONISM, sviluppate e attivabili con radiazione, sono state convalidate in vitro e in vivo.
Risultati notevoli a livello globale
Da questo progetto e da altre ricerche biomediche condotte dal gruppo sono derivati 67 straordinari articoli scientifici, un brevetto e il consolidamento di un team di esperti che continuano a collaborare. «Il progetto NANOHEDONISM ha dimostrato chiaramente che è possibile sintetizzare nanoparticelle caricate di farmaci iniettabili e biodegradabili capaci di rilasciare anestetici dopo avere ricevuto una radiazione laser a infrarossi applicata esternamente, ottenendo così profili di rilascio del farmaco alternati su richiesta in vivo», dichiara Arruebo. La ricerca del gruppo ha suscitato attenzione a livello globale: per esempio, nel 2017 Arruebo è stato uno dei 100 000 ricercatori più citati del mondo. Oggi, il team di ricerca è in trattative con un’impresa chimica leader per realizzare insieme progetti di ricerca comuni.
Parole chiave
NANOHEDONISM, gestione del dolore, nanotecnologia, nanoparticelle, anestetico, malattie del sistema nervoso
