I ricercatori dell’Università di Cambridge hanno sviluppato un materiale innovativo in grado di rilevare cambiamenti specifici all’interno del corpo e rilasciare farmaci in modo mirato. Questo materiale viscoso, arricchito con farmaci antinfiammatori, è progettato per reagire a piccole variazioni del pH, che si verificano naturalmente durante una riacutizzazione dell’artrite.
Un idrogel intelligente per il trattamento mirato dell’artrite
Durante una riacutizzazione, un’articolazione infiammata diventa leggermente più acida rispetto ai tessuti circostanti. Il materiale, progettato per rispondere a questo preciso cambiamento di pH, si ammorbidisce e diventa più gelatinoso all’aumentare dell’acidità, innescando il rilascio delle molecole di farmaco incapsulate al suo interno. Poiché il materiale risponde solo a un intervallo di pH ristretto, i farmaci vengono rilasciati esattamente dove e quando servono, riducendo potenzialmente gli effetti collaterali indesiderati.
Se impiegato come cartilagine artificiale nelle articolazioni colpite dall’artrite, questo approccio potrebbe offrire un trattamento continuo, migliorando l’efficacia dei farmaci antidolorifici e antinfiammatori. L’artrite è una patologia che colpisce oltre 600 milioni di persone nel mondo e rappresenta un onere significativo per i sistemi sanitari nazionali, come dimostra il costo stimato di 10,2 miliardi di sterline all’anno per il Servizio Sanitario Nazionale del Regno Unito.
Anche se saranno necessari ampi studi clinici prima che il materiale possa essere utilizzato sui pazienti, i ricercatori sono fiduciosi che il loro approccio possa migliorare notevolmente i risultati per le persone affette da artrite e potenzialmente anche per quelle con altre patologie, come il cancro, aprendo la strada a nuove terapie personalizzate.
Il segreto di un materiale bio-reattivo
Il team di ricerca del Professor Oren Scherman presso l’Università di Cambridge ha sviluppato un materiale rivoluzionario, le cui proprietà meccaniche sono altamente reattive alle variazioni di acidità. Il segreto di questa tecnologia risiede nei legami incrociati reversibili all’interno di una rete polimerica appositamente progettata. La sensibilità di questi legami ai cambiamenti del pH consente al materiale di rispondere in modo dinamico all’ambiente corporeo.
“Eravamo interessati da tempo a usare questi materiali nelle articolazioni, dato che le loro proprietà possono imitare quelle della cartilagine”, ha spiegato il Professor Scherman, esperto di chimica supramolecolare e dei polimeri. La vera svolta, tuttavia, è la possibilità di combinare questa caratteristica con la somministrazione mirata di farmaci, una prospettiva che ha entusiasmato l’intero gruppo di ricerca.
Il Dr. Stephen O’Neill, primo autore dello studio, ha sottolineato l’unicità di questa tecnologia: “Questi materiali possono ‘percepire’ quando c’è qualcosa che non va nell’organismo e rispondere somministrando il trattamento esattamente dove serve”. A differenza di molti sistemi di somministrazione che richiedono stimoli esterni come calore o luce, questo è alimentato dalla chimica naturale del corpo. Questo approccio potrebbe ridurre la necessità di dosi ripetute e migliorare significativamente la qualità della vita dei pazienti.
ricercatori sono convinti che questa scoperta possa aprire la strada a trattamenti per l’artrite mirati e più duraturi. La capacità del materiale di rispondere automaticamente alle riacutizzazioni non solo ne aumenterebbe l’efficacia, ma ridurrebbe anche gli effetti collaterali dannosi che spesso accompagnano le terapie attuali.
Risultati promettenti: la sensibilità al pH
Per simulare l’efficacia del loro idrogel, i ricercatori hanno condotto test di laboratorio caricando il materiale con un colorante fluorescente al posto di un farmaco. I risultati sono stati significativi: ai livelli di acidità tipici di un’articolazione artritica, il materiale ha rilasciato una quantità di colorante notevolmente superiore rispetto ai normali livelli di pH.
La coautrice, la dottoressa Jade McCune, ha sottolineato l’importanza di questa reattività, spiegando che “Modificando la chimica di questi gel, possiamo renderli altamente sensibili alle sottili variazioni di acidità che si verificano nei tessuti infiammati”. Questo significa che i farmaci verrebbero rilasciati solo quando e dove sono più necessari, massimizzandone l’efficacia e riducendo gli effetti indesiderati.
La flessibilità del materiale apre la strada a un’ampia gamma di applicazioni mediche. Il dottor Stephen O’Neill ha evidenziato che l’approccio è così versatile da permettere l’incorporazione sia di farmaci ad azione rapida che ad azione lenta. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di un unico trattamento in grado di essere efficace per giorni, settimane o addirittura mesi, offrendo una soluzione a lungo termine per le malattie croniche.
Il team di ricerca ora si concentrerà sulla sperimentazione del materiale in sistemi viventi per valutarne le prestazioni e la sicurezza in un ambiente fisiologico reale. In caso di successo, questo approccio potrebbe segnare l’inizio di una nuova generazione di biomateriali reattivi, capaci di trattare le malattie croniche con una precisione e un’efficacia finora impensabili.
Lo studio è stato pubblicato sul Journal of the American Chemical Society.
