Diabete tipo 1: arriva il micro-impianto che rilascia glucagone in caso di emergenza

Un micro-impianto sottocutaneo progettato al MIT potrebbe cambiare radicalmente la gestione delle emergenze ipoglicemiche per le persone affette da diabete di tipo 1.

Il dispositivo, delle dimensioni di una moneta, contiene una riserva di glucagone in polvere ed è pensato per intervenire automaticamente - o su comando esterno - in caso di calo pericoloso della glicemia, senza necessità di iniezioni.

L'ipoglicemia rappresenta una delle complicanze più temute dai diabetici, poiché può manifestarsi improvvisamente, soprattutto durante il sonno o in pazienti (come i bambini) che non riescono a riconoscere tempestivamente i sintomi. In questi casi, l'unico rimedio efficace è l'iniezione di glucagone, un ormone in grado di stimolare il fegato a rilasciare zuccheri nel sangue.

Per rispondere a questa esigenza critica, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno progettato un sistema di rilascio d'emergenza impiantabile che contiene uno o più dosi di glucagone in forma stabile, grazie alla formulazione in polvere. "Questo è un piccolo dispositivo per eventi d'emergenza, che può essere collocato sotto la pelle e che è pronto ad agire se la glicemia scende troppo", spiega Daniel Anderson, docente al Dipartimento di Ingegneria Chimica del MIT e autore senior dello studio. "Il nostro obiettivo era costruire un sistema sempre pronto a proteggere i pazienti. Pensiamo che possa anche alleviare la paura dell'ipoglicemia, molto diffusa tra i malati e i loro genitori". 

Il meccanismo di attivazione sfrutta una lega a memoria di forma in nichel-titanio, che si deforma quando riscaldata a 40 °C. Il calore viene generato da una corrente elettrica attivata tramite un segnale wireless ricevuto da un'antenna integrata nel dispositivo. Tale segnale può provenire da un sensore di monitoraggio continuo della glicemia, già comunemente utilizzato da molti pazienti.

"Una delle caratteristiche fondamentali di questo sistema digitale di somministrazione farmacologica è la capacità di dialogare con i sensori", afferma Siddharth Krishnan, primo autore dello studio e oggi docente alla Stanford University. "Nel nostro caso, è facile integrarlo con le tecnologie di monitoraggio glicemico già esistenti".

I test su topi diabetici hanno dimostrato che, una volta attivato il rilascio di glucagone, i livelli di zucchero nel sangue si sono stabilizzati entro 10 minuti, prevenendo l'ipoglicemia. I ricercatori hanno anche testato l'impianto con epinefrina in polvere, osservando un aumento del battito cardiaco e dei livelli del farmaco nel sangue, suggerendone un possibile utilizzo in caso di anafilassi o arresto cardiaco.

Il dispositivo è stato mantenuto attivo per quattro settimane, rimanendo funzionante anche dopo la formazione di tessuto cicatriziale attorno all'impianto. Gli scienziati stanno ora lavorando per estenderne la durata a un anno o più, con l'obiettivo di iniziare i test clinici entro tre anni.

"È davvero emozionante vedere il nostro team realizzare un sistema che spero un giorno potrà aiutare i pazienti diabetici e, più in generale, rivoluzionare il modo in cui gestiamo le emergenze mediche," conclude Robert Langer, coautore dello studio pubblicato su Nature Biomedical Engineering.