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Patch a base di ELR e idrogel per curare le malattie ischemiche

L’attuale assenza di un sistema efficace di somministrazione dei farmaci per le malattie ischemiche costituisce un problema per l’efficacia delle terapie. Si spera che i patch e il gel di ricombinanti elastino-simili (elastin-like recombinamer, ELR) sviluppati nell’ambito del progetto ANGIOMATTRAIN (Development of Biomaterial-based Delivery Systems for Ischaemic Conditions – An Integrated Pan-European Approach), insieme a un nuovo dispositivo medico per portarli all’obiettivo clinico, abbiano come risultato degenze in ospedale e tempi di convalescenza più brevi per i pazienti.
Patch a base di ELR e idrogel per curare le malattie ischemiche
I sistemi di idrogel iniettabili hanno attratto molta attenzione negli ultimi anni. Sono meno invasivi rispetto alle attuali terapie farmaceutiche per le malattie ischemiche e possono essere usati come trasportatori di biomolecole in grado di legarsi a specifiche molecole sulle cellule.

Usando le caratteristiche biomediche ottimali degli ELR come punto di partenza, il prof. Abhay Pandit della NUI Galway e il suo team hanno sviluppato un patch e un gel in grado di curare l’infarto miocardico e l’ischemia cronica dell’arto rispettivamente. “Gli ELR sono un materiale interessante perché si auto-assemblano in un idrogel alla temperatura del corpo, perché imitano le proprietà elastiche dei tessuti naturali e infile perché forniscono un ambiente favorevole per la migrazione endoteliale e l’assemblaggio vascolare,” dice.

Il patch di ELR del progetto è stato testato in un modello preclinico di infarto miocardico e i risultati istologici hanno mostrato un’area fibrotica ridotta e un aumento del volume muscolare. Il gel di ELR, dall’altra parte, è stato prima testato in un modello preclinico sull’ischemia dell’arto posteriore. Questi test hanno avuto come risultato un profilo Raman dei tessuti ischemici dell’arto posteriore trattati con il gel simile a quello dei tessuti sani, il che suggerisce che il gel potrebbe indurre la rimodellazione di componenti di matrice extracellulare.

Il team ha poi valutato l’abilità del gel di portare fattori angiogenici per curare l’ischemia. “Una strategia era incorporare il gel di ELR con un grandiente di concentrazione della proteina pro-angiogenica Fattore di crescita dell’endotelio vascolare (VEGF). Si è dimostrato che la VEGF innestata manteneva la sua bioattività e i test in vitro con cellule endoteliali hanno mostrato una localizzazione preferenziale delle cellule sull’estremità ad alta concentrazione delle strutture contenenti il gradiente del VEGF,” spiega il prof. Pandit. “Una seconda strategia era usare il gel di ELR per fornire un vettore plasmidico unico che codificava i geni per una combinazione di fattori pro-angiogenici (VEGF e PDGF-BB). La piattaforma del gel attivata dal gene è stata testata in un modello preclinico di ischemia dell’arto posteriore. I risultati suggeriscono che l’iniezione del gel provocava un aumento moderato, ma promettente, dell’irrorazione di sangue dopo l’ischemia.”

Direttamente al cuore dei pazienti

Dopo aver dimostrato l’efficacia dell’idrogel di ELR, al team non restava che inviarlo nelle zone danneggiate del cuore del paziente. Hanno quindi sviluppato un sistema di somministrazione che consiste in due componenti principali: un serbatoio/componente di miscela (che contiene i polimeri di ELR), e un sistema di catetere per iniettare l’idrogel nel sito infartuato. “Il design generale del catetere, il manico e il suo meccanismo sono ergonomici e facili da usare per il chirurgo in sala operatoria,” precisa il prof. Pandit.

Il team spera di continuare la ricerca in forma di un secondo progetto finanziato dall’UE. Nel frattempo, i ricercatori hanno intenzione di andare avanti con le opportunità commerciali che potrebbero nascecre dai risultati di AngioMatTrain. Sono stati fatti i primi passi per selezionare pazienti per le tecnologie sviluppate e si sta scrivendo una scheda di divulgazione dell’invenzione per l’applicazione clinica del patch di ELR per curare l’infarto miocardico. Un’altra scheda come questa è già stata redatta per lo sviluppo di microsfere da aggiungere all’idrogel di ELR del progetto – riducendo in questo modo l’apoptosi mediata da H2O in cellule sotto stress ossidativo.

“Lo sviluppo di dispositivi meno invasivi avrà come risultato non solo ricoveri in ospedale e tempi di convalescenza più brevi per i pazienti, ma ridurrà anche i costi,” conclude il prof. Pandit.

Argomenti

Life Sciences

Keywords

AngioMatTrain, ELR, idrogel, ischemia, malattia ischemica, infarto miocardico