L’immagine di un TARP-
Un nuovo “cerotto” biologico che viene attivato dal movimento naturale di una persona potrebbe essere la chiave per riparare l’ernia del disco, secondo i ricercatori della Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania e del CMC VA Medical Center (CMCVAMC).
Combinando anni di lavoro provenienti da molti progetti diversi, i “cerotti di riparazione attivati dalla tensione” (TARP) forniscono nel tempo il rilascio controllato di una molecola antinfiammatoria chiamata anakinra dalle microcapsule, che ha aiutato i dischi vertebrali in un modello animale di grandi dimensioni a ritrovare la tensione di cui hanno bisogno per rigenerarsi, invertire l’ernia e prevenire un’ulteriore degenerazione. Questa ricerca preclinica è dettagliata in un articolo pubblicato oggi su Science Translational Medicine.
“Attualmente non esiste un trattamento curativo per l’ernia del disco e la cosa migliore che esiste è come infilare un semplice tappo di gomma in un foro di uno pneumatico. Rimarrà per un po’, ma non costituirà un grande sigillo“, ha affermato il co-autore senior dello studio Robert Mauck, PhD, Professore di chirurgia ortopedica e Direttore del McKay Laboratory for Orthopaedic Surgery Research presso la Penn e co-Direttore del Centro di Ricerca Muscoloscheletrica Traslazionale del CMCVAMC.
“Il cerotto che abbiamo sviluppato è come il tassello più la colla, quindi in realtà sei tu a incollare il cerotto. E poiché il movimento biomeccanico attiva la toppa e la fa sigillare più saldamente, è come se la toppa del tuo pneumatico diventasse più forte man mano che aumentano i chilometri che percorri su di essa“.
L’ernia della colonna vertebrale si verifica quando uno dei dischi molli che si trovano tra le vertebre sviluppa una spaccatura o un foro e la parte interna morbida si schiaccia. “Ciò significa che i dischi perdono la loro tensione e non sono in grado di ammortizzare la colonna vertebrale come al solito, causando dolore. Per continuare l’analogia con la gomma, è come se una gomma si fosse sgonfiata e l’auto stesse viaggiando sul cerchione”.
Quindi i ricercatori della Penn Medicine e del CMCVAMC hanno sviluppato TARP non solo per tappare il buco, ma anche per consentire alla tensione di accumularsi e riammortizzare le vertebre. Questo obiettivo è stato particolarmente difficile da raggiungere fino a questo punto.
“Il disco è un tessuto molto complesso, che è diverso dal muscolo e dalla pelle in quanto non può guarire la propria struttura e, di fatto, continua a degenerare nel tempo una volta che la sua struttura è compromessa”, ha affermato Ana Peredo, PhD, che ha completato questa ricerca durante i suoi studi di dottorato in Bioingegneria presso la School of Engineering and Applied Sciences della Penn. “Abbiamo deciso di recuperare l’integrità meccanica del disco attenuando contemporaneamente l’infiammazione al fine di prevenire ulteriori danni ai tessuti e preservare la massima funzionalità tissutale possibile”.
La chiave del TARP è che i meccanismi naturali del corpo funzionino per attivare il rilascio di molecole antinfiammatorie dalle microcapsule all’interno del cerotto. Anche se teoricamente funzionerebbero ancora se una persona rimanesse completamente immobile per mesi, la realtà dell’ambiente del tessuto del disco è che il movimento è il suo stato naturale.
E poiché il cerotto fa sembrare che non ci sia mai stato un buco, la sua applicazione potrebbe avere effetti significativi sulla prevenzione del peggioramento del dolore legato alla degenerazione del disco.
“Questo patch è stato progettato per essere un intervento precoce che può cambiare il corso della progressione della malattia“, ha affermato il co-autore senior dello studio Harvey Smith, MD, Professore associato di chirurgia ortopedica e medico curante presso il CMC VA Medical Center. “Attualmente non esiste alcun trattamento per mitigare le ernie ricorrenti. Stiamo quindi osservando una malattia molto comune nelle persone più giovani, in età lavorativa, che, a valle, porta a gravi patologie del disco e alla necessità di fusione spinale. Più riusciamo a prevenirla, meglio è”.
Questo nuovo trattamento potenziale, che ha applicazioni umane e potenzialmente veterinarie, si basa su molti anni di ricerca presso il McKay Lab e la Penn, presso il Translational Muscoloskeletal Research Laboratory del CMCVAMC e all’interno dell’Institute for Medical Translation presso il New Bolton Center e sfrutta le tecnologie fondamentali utilizzate da molti degli stessi ricercatori in questo progetto per creare dischi biosintetici e altri sistemi di somministrazione di farmaci attivati meccanicamente. Alcuni di questi progressi sono ora commercializzati da Mechano Therapeutics, LLC, che è stata co-fondata da Mauck e altri coautori del presente articolo, George Dodge, PhD, in precedenza Professore associato aggiunto di chirurgia ortopedica e attualmente CEO della start-up e Daeyeon Lee, PhD, Professore della Penn Engineering e supportato dal Penn Center for Innovation.
“Lavoro da 20 anni con le tecnologie emergenti non di fusione, della colonna vertebrale e pochissime sono riuscite a raggiungere studi clinici sull’uomo e oltre”, ha affermato Thomas Schaer, VMD, chirurgo Veterinario e Direttore dell’Institute for Medical Translation, New Bolton Center, presso la Penn School of Veterinary Medicine. “Questo team lavora insieme da 15 anni e credo che stiamo praticando un approccio altamente mirato che ha un potenziale significativo per una svolta traslazionale in un ampio spettro di cure della colonna vertebrale, non solo per i pazienti umani, ma forse anche per i nostri cani”.
“Sebbene questa ricerca sia stata principalmente una “prova di principio”, l’avvicinamento di questo trattamento alla pratica clinica richiederà sperimentazioni più lunghe su modelli animali di grandi dimensioni“, ha affermato il team.
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“Questo studio è stato incredibilmente promettente, ma è durato un mese, quindi vogliamo testarlo per un periodo più lungo perché ci sono modi diversi per mettere a punto questo cerotto“, ha affermato la co-autrice principale Sarah Gullbrand PhD, Prof.ssa assistente di ricerca di chirurgia ortopedica alla Penn e ricercatore sanitario presso il CMCVAMC. “Questa volta abbiamo preso di mira solo un percorso biologico utilizzando qualcosa che era già stato approvato dalla FDA, ma ci sono tantissimi altri fattori approvati. In futuro, siamo interessati non solo a ridurre l’infiammazione, ma anche a prevenire la morte cellulare e a migliorare la guarigione generale”.
Fonte:Newswise