Biomateriale-Immagine: the biomaterial is based on a hydrogel developed at UC San Diego. Credit: David Baillot/University of California San Diego-
È stato sviluppato un biomateriale innovativo che, se iniettato per via endovenosa, riduce l’infiammazione e stimola la riparazione cellulare e tissutale. L’efficacia di questo biomateriale nel trattamento del danno tissutale indotto da infarto è stata dimostrata attraverso test riusciti su modelli di roditori e animali di grandi dimensioni. I ricercatori hanno anche fornito una prova, basata su uno studio sui roditori, che isuggerisce che il biomateriale può rivelarsi utile nel trattamento della lesione cerebrale traumatica e dell’ipertensione arteriosa polmonare.
“Questo biomateriale consente di trattare i tessuti danneggiati dall’interno verso l’esterno“, ha affermato Karen Christman, Professore di bioingegneria presso l’Università della California a San Diego e capo ricercatore del team che ha sviluppato il materiale. “È un nuovo approccio all’ingegneria rigenerativa”.
Martin Spang è il primo autore del documento Nature Biomedical Engineering che descrive in dettaglio un nuovo biomateriale che guarisce i tessuti dall’interno verso l’esterno. Credito: David Baillot/Università della California San Diego
Ci sono circa 785.000 nuovi casi di infarto negli Stati Uniti ogni anno e non esiste un trattamento stabilito per riparare il conseguente danno al tessuto cardiaco. Dopo un infarto si sviluppa tessuto cicatriziale che riduce la funzione muscolare e può portare a insufficienza cardiaca congestizia.
“La malattia coronarica, l’infarto miocardico acuto e l’insufficienza cardiaca congestizia continuano a essere i problemi di salute pubblica più gravosi che affliggono la nostra società oggi”, ha affermato il Dott. Ryan R. Reeves, medico della divisione di medicina cardiovascolare dell’UC San Diego. “In qualità di cardiologo interventista, che tratta quotidianamente pazienti con malattia coronarica e insufficienza cardiaca congestizia, mi piacerebbe avere un’altra terapia per migliorare i risultati dei pazienti e ridurre i sintomi debilitanti”.
In studi precedenti, il team guidato da Christman ha sviluppato un idrogel ricavato dall’impalcatura naturale del tessuto muscolare cardiaco, noto anche come matrice extracellulare (ECM), che può essere iniettato nel tessuto muscolare cardiaco danneggiato tramite un catetere. Il gel forma un’impalcatura nelle aree danneggiate del cuore, favorendo la crescita e la riparazione di nuove cellule. Nell’autunno del 2019 sono stati riportati i risultati di una sperimentazione clinica umana di fase 1 di successo. Ma poiché deve essere iniettato direttamente nel muscolo cardiaco, il farmaco può essere utilizzato solo una settimana o più dopo un infarto: prima rischierebbe di causare danni a casua della procedura di iniezione con ago.
Il team voleva sviluppare un trattamento che potesse essere somministrato immediatamente dopo un infarto. Ciò significava sviluppare un biomateriale che potesse essere infuso in un vaso sanguigno nel cuore contemporaneamente ad altri trattamenti come l’angioplastica o uno stent o iniettato per via endovenosa.
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Come funziona
I ricercatori hanno quindi testato il biomateriale su un modello di roditore di attacchi di cuore. Si aspettavano che il materiale passasse attraverso i vasi sanguigni e nel tessuto perché dopo un infarto si sviluppano degli spazi tra le cellule endoteliali nei vasi sanguigni.
Ma è successo qualcos’altro. Il biomateriale si lega a quelle cellule, colmando le lacune e accelerando la guarigione dei vasi sanguigni, riducendo di conseguenza l’infiammazione. I ricercatori hanno testato il biomateriale anche in un modello di infarto suino, con risultati simili.
Il team ha anche testato con successo l’ipotesi che lo stesso biomateriale potrebbe aiutare a colpire altri tipi di infiammazione nei modelli di ratto di lesioni cerebrali traumatiche e ipertensione arteriosa polmonare. Il laboratorio di Christman intraprenderà diversi studi preclinici per queste condizioni.
Prossimi passi
“Mentre la maggior parte del lavoro in questo studio ha coinvolto il cuore, le possibilità di trattare altri organi e tessuti di difficile accesso possono aprire il campo dei biomateriali/ingegneria dei tessuti nel trattamento di nuove malattie”, ha detto Spang.
Nel frattempo, Christman insieme a Ventrix Bio, Inc., una startup che ha cofondato, stanno progettando di chiedere l’autorizzazione alla FDA per condurre uno studio sugli esseri umani delle applicazioni del nuovo biomateriale per le malattie cardiache. Ciò significa che le sperimentazioni cliniche sull’uomo inizieranno tra uno o due anni.
“Uno dei motivi principali per cui trattiamo la grave malattia coronarica e l’infarto del miocardio è prevenire la disfunzione ventricolare sinistra e la progressione verso l’insufficienza cardiaca congestizia”, ha affermato il Dott. Reeves. “Questa terapia di facile somministrazione ha il potenziale per svolgere un ruolo significativo nel nostro approccio terapeutico”.
