Uno studio rivoluzionario, pubblicato su “Science Translational Medicine“, presenta un’innovazione di ingegneria biomedica con il potenziale di trasformare la cura dei traumi e le pratiche chirurgiche.
Il team ha progettato particelle simili alle piastrine in grado di viaggiare attraverso il flusso sanguigno e poi raggiungere il sito del danno tissutale, dove aumentano il processo di coagulazione e quindi supportano la successiva guarigione della ferita.
L’approccio affronta un’esigenza clinica insoddisfatta nella cura dei traumi e nella pratica chirurgica. “Questo lavoro rappresenta un momento cruciale nell’ingegneria biomedica, mostrando il potenziale traslazionale tangibile delle particelle simili alle piastrine“, ha osservato il prof. Lyon.
Nei modelli di topo e maiale, i tassi di guarigione erano comparabili negli animali che hanno ricevuto trasfusioni di piastrine e trasfusioni di piastrine sintetiche ed entrambi i gruppi hanno avuto risultati migliori rispetto agli animali che non hanno ricevuto nessuna delle due trasfusioni.
Uno dei risultati più significativi dello studio è che queste particelle possono essere escrete per via renale, presentando una svolta nei percorsi di eliminazione associati ai biomateriali sintetici iniettabili.
Il notevole profilo di sicurezza dimostrato nello studio lo rende sicuro ed efficace nei traumi e negli interventi chirurgici.
I ricercatori del University of Miami Miller School of Medicine hanno sviluppato una nanoparticella in grado di penetrare la barriera emato-encefalica. Il loro obiettivo è quello di uccidere i tumori primari del cancro al seno e le metastasi cerebrali in un unico trattamento, e la loro ricerca mostra che il metodo può ridurre i tumori al seno e al cervello negli studi di laboratorio.
Caricando la particella con due profarmaci che prendono di mira i mitocondri, il centro di produzione di energia della cellula, i ricercatori hanno dimostrato che il loro metodo potrebbe ridurre i tumori al seno e al cervello negli studi preclinici.
Il nuovo metodo utilizza una nanoparticella costituita da un polimero biodegradabile, precedentemente sviluppato dagli stessi ricercatori, accoppiato con due farmaci sviluppati anch’essi nello stesso laboratorio che mirano alle fonti energetiche del cancro. Poiché le cellule tumorali hanno spesso una forma diversa di metabolismo rispetto alle cellule sane, soffocare il loro metabolismo può essere un modo efficace per uccidere i tumori senza danneggiare altri tessuti.
I ricercatori hanno combinato il loro cisplatino modificato, che chiamano Platin-M per attaccare il processo di generazione di energia noto come fosforilazione ossidativa, con un altro farmaco che hanno sviluppato, Mito-DCA. , che prende di mira specificamente una proteina mitocondriale nota come chinasi e inibisce la glicolisi, un diverso tipo di generazione di energia.
“La nanomedicina è sicuramente il futuro delle terapie antitumorali”- affermano i ricercatori.
I ricercatori della Scuola di Medicina dell’Università del Maryland (UMSOM) hanno identificato un’innovazione nella terapia con cellule staminali per rigenerare le cellule neurali nel cervello dopo un arresto cardiaco in un modello animale. Lo studio condotto da Xiaofeng Jia, BM, MS, PhD, FCCM, professore di Neurochirurgia, ha scoperto che l’applicazione di molecole di zucchero modificate su cellule staminali neurali umane ha migliorato la probabilità di successo della terapia.
Schematic of novel stem cell therapy with metabolic glycoengineering (MGE) for brain repair after cardiac arrest (CA). Conditions were characterized and optimized in vitro to modify human neural stem cells by using the TProp sugar analog (Ac5ManNTProp). The efficacy of the transplanted metabolically glycoengineered neural stem cells (MGE-NSC) for brain repair and how TProp analog affected the fate of neural stem cells were evaluated within a cardiac-arrest-induced brain injury rat model. Results indicated that MGE improved the viability and differentiation of neural stem cells, inhibited neuroinflammation, and provided neuroprotection after in vivo transplantation.
L’applicazione di queste molecole di zucchero ha aumentato sia la proliferazione delle cellule staminali che la loro trasformazione in neuroni per aiutare a riparare le connessioni critiche nel cervello. Questa scoperta potrebbe alla fine portare a un miglior recupero dei pazienti con lesioni cerebrali indotte da arresto cardiaco.
I progressi nella manipolazione della complessa struttura dei carboidrati delle cellule attraverso la glicoingegneria metabolica hanno consentito ai ricercatori dell’UMSOM di esplorare l’efficacia di una molecola di zucchero modificata, nota come analogo dello zucchero TProp, per aiutare le cellule staminali a rimanere più vitali nel cervello. “Tutte le cellule nel corpo di una persona sono avvolte in molecole di zucchero chiamate ‘glicani'”, ha dichiarato il dottor Jia. “Attraverso le nostre ricerche precedenti, siamo riusciti a scoprire che queste molecole di zucchero sono vitali per la funzione cellulare. La glicoingegneria ci ha permesso di migliorare ulteriormente la vitalità delle cellule staminali in modo che possano proliferare e trasformarsi in neuroni per aiutare nella riparazione del cervello“.
I trattamenti anticoagulanti sono fondamentali per la gestione di molte condizioni, come malattie cardiache, ictus e trombosi venosa. Le opzioni attuali, tuttavia, comportano un rischio intrinseco di gravi emorragie dovute a traumi o eventi imprevisti. Un team dell’Università di Ginevra (UNIGE) e dell’Università di Sydney ha sviluppato un nuovo anticoagulante, progettato per avere un’attività reversibile su richiesta, con un ”antidoto” ad azione rapida. Questo approccio potrebbe rivoluzionare l’uso degli anticoagulanti in chirurgia o altre applicazioni. Il meccanismo di attivazione e disattivazione del principio attivo potrebbe essere utilizzato anche in immunoterapia. Questi risultati sono pubblicati su “Nature Biotechnology“.
Il nuovo principio attivo anticoagulante con un antidoto è stato sviluppato da un gruppo di ricercatori. Questo principio attivo agisce inibendo la trombina, una proteina chiave nella coagulazione del sangue, e l’antidoto può neutralizzarne l’effetto in modo rapido e mirato. Questa scoperta è considerata una svolta nel campo delle terapie anticoagulanti e potrebbe essere adattata anche ad altri bersagli terapeutici.
Una delle scoperte più importanti in questo lavoro risiede nell’uso dell’acido peptidico nucleico (PNA) per collegare le due molecole che si legano alla trombina. Due filamenti di PNA possono unirsi tramite legami relativamente deboli facili da spezzare. Il gruppo di ricerca ha dimostrato che introducendo filamenti di PNA libero designati correttamente, è possibile dissociare le due molecole leganti la trombina associate tra loro. Il filamento libero del PNA disattiva quindi l’azione del farmaco. Si tratta di una grande innovazione nel settore.
I ricercatori della Tokyo University of Science hanno raffinato la crusca di riso separando dei composti con attività antitumorale, in particolare: y-oryzanolo e y-tocotrienolo, ed hanno dimostrato che le nanoparticelle di origine vegetale (pdNPs) prodotte hanno effetti terapeutici e possono essere un’alternativa efficace ai trattamenti oncologici tradizionali.
Le nuove nanoparticelle sono state confrontate con la formulazione farmaceutica liposomiale di doxorubicina: DOXIL. La doxorubicina è citotossica per le cellule tumorali, ma anche per quelle sane. “I due composti della crusca sono citotossici solo per le cellule tumorali, suggerendo che sono più sicuri della doxorubicina” – affermano i ricercatori.
Per confermare le proprietà antitumorali delle nanoparticelle derivate dalla crusca di riso (rbNPs) nel corpo vivente, i ricercatori hanno iniettato le rbNP in topi affetti da adenocarcinoma aggressivo nella cavità peritoneale. Hanno osservato una significativa soppressione della crescita tumorale senza effetti negativi sui topi. Inoltre, le rbNP hanno inibito in modo significativo la crescita metastatica delle cellule di melanoma murino B16-BL6 in un modello murino di metastasi polmonari.
In conclusione, la crusca di riso, un prodotto di scarto dell’agricoltura, è una fonte di pdNP terapeutiche accessibili, efficaci e sicure e ha il potenziale per rivoluzionare il trattamento del cancro in futuro. Tuttavia, fino ad oggi non sono stati approvati pdNP come agenti terapeutici antitumorali.
Un team di ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology ha ora identificato un nuovo tipo di cellula nei vasi sanguigni responsabile della crescita vascolare. Questa scoperta potrebbe consentire nuove strategie terapeutiche per il trattamento delle malattie cardiovascolari ischemiche, cioè malattie causate da un flusso sanguigno ridotto o assente.
Image of active pioneer cell (center of image). Green indicates endothelial cell nucleus, grey the outline of the blood vessels. (Photo: Zoological Institute, KIT)
I ricercatori del KIT hanno ora scoperto che un elemento cruciale che contribuisce alla variabilità organo-dipendente nella ramificazione vascolare comporta l’attivazione di un nuovo tipo di cellula vascolare hanno chiamato cellula endoteliale con punta a L o cellula pioniera. Le cellule pioniere risiedono all’interno dello strato interno che riveste il sistema vascolare sanguigno, il cosiddetto endotelio.
Si è scoperto che diverse molecole del codice di crescita vascolare organo-specifiche sono mirabili ai farmaci, cioè reagiscono alle sostanze chimiche aggiunte dall’esterno.
“Per esplorare le strade terapeutiche, stiamo collaborando con chimici, ingegneri tissutali e specialisti di intelligenza artificiale (AI) presso la piattaforma 3ROCKIT del Centro per le tecnologie sanitarie istituito di recente presso il Karlsruhe Institute of Technology (KITHealthTech). Speriamo di identificare nuove molecole intelligenti per indirizzare il processo di crescita vascolare che possano portare benefici ai pazienti affetti da malattie cardiovascolari ischemiche, come infarto miocardico e ictus, nonché da alcune forme di cancro” – ha detto il prof Ferdinand le Noble.
Nei modelli preclinici di cancro al seno localmente avanzato e metastatico, questo metodo ha migliorato il controllo del tumore e prolungato la sopravvivenza, sia come monoterapia che in combinazione con inibitori del checkpoint immunitario.
“Gli amminoacidi sono gli elementi costitutivi della vita e, quando alcuni di essi sono collegati insieme, creano un peptide. Tutte le funzioni biologiche svolte dal nostro corpo sono svolte da proteine e peptidi, quindi il nostro obiettivo era trovare un modo per riprogettare queste piccole molecole affinché possedessero la capacità unica di attivare il nostro sistema immunitario”, ha affermato la prof.ssa Betty Kim.
Un peptide ingegnerizzato migliora la capacità del sistema immunitario di individuare e distruggere le cellule tumorali in modo unico. Questo peptide agisce da messaggero per attivare specifici percorsi di segnalazione nelle cellule immunitarie, aumentandone le prestazioni, invece di utilizzare composti esterni o modificare le cellule immunitarie per la terapia cellulare.
“Questi risultati aprono una strada completamente nuova per lo sviluppo di farmaci immunoterapici, utilizzando polipeptidi progettati” – affermano i ricercatori.
Le pellicole stampate in 3D caricate con farmaci potrebbero cambiare per sempre i trattamenti contro il cancro poiché la prima ricerca mondiale dell’University of South Australia mostra che le nuove pellicole non solo uccidono più dell’80% delle cellule tumorali del fegato, ma potrebbero anche ridurre significativamente i tassi di recidiva minimizzando al contempo le tossicità sistematiche della chemioterapia tradizionale.
Targeted liver cancer treatment kills cancer cells and cuts chemo side effects
Creati da gel caricati con dosi personalizzate di farmaci antitumorali 5-fluorouracile (5FU) e cisplatino (Cis), i film stampati in 3D vengono posizionati nell’esatto sito chirurgico in cui è stato rimosso il cancro, localizzando i farmaci nell’area interessata da trattare. Si agisce sulle possibili cellule tumorali residue e si limitano gli effetti collaterali indesiderati della chemioterapia tradizionale.
“E’ stata sviluppata una pellicola caricata con chemioterapia post-operatoria, che rilascia 5-fluorouracile e cisplatino direttamente nella cavità chirurgica. Questo approccio mirato rilascia i farmaci nella cavità esatta e quantità minori nel flusso sanguigno che altrimenti causerebbero gravi effetto collaterale a dosi elevate” – affermano i ricercatori. I cerotti in gel stampati in 3D sono caricati con dosi esatte di farmaci chemioterapici. Il gruppo di ricerca passerà presto agli studi preclinici.
Gli ingegneri della Rice University hanno sviluppato il più piccolo stimolatore cerebrale impiantabile in un paziente umano. Grazie alla pionieristica tecnologia di trasferimento di potenza magnetoelettrica, il dispositivo grande quanto un pisello può essere alimentato in modalità wireless tramite un trasmettitore esterno e utilizzato per stimolare il cervello attraverso la membrana protettiva attaccata alla parte inferiore del cranio.
Rice team demonstrates miniature brain stimulator in humans
Il dispositivo, noto come Over-brain Therapeutic (DOT) programmabile digitalmente, potrebbe rivoluzionare il trattamento della depressione resistente ai farmaci e di altri disturbi psichiatrici o neurologici fornendo un’alternativa terapeutica che offre maggiore autonomia e accessibilità al paziente rispetto alle attuali terapie basate sulla neurostimolazione ed è meno invasivo rispetto ad altre interfacce cervello-computer (BCI).
“In questo lavoro dimostriamo che il nostro dispositivo, delle dimensioni di un pisello, può attivare la corteccia motoria, il che fa sì che il paziente muova la mano“, ha detto Robinson, professore di ingegneria elettrica e informatica e di bioingegneria alla Rice. “In futuro, potremo posizionare l’impianto sopra altre parti del cervello, come la corteccia prefrontale, dove ci aspettiamo di migliorare il funzionamento esecutivo nelle persone con depressione o altri disturbi”.
I ricercatori dell’Università Autonoma di Barcellona (UAB), in collaborazione con l’Istituto di Ricerca Sant Pau e il CIBER-BBN, hanno sviluppato micromateriali composti esclusivamente da proteine, in grado di rilasciare, per un lungo periodo di tempo, nanoparticelle che possono mirare e distruggere specifiche cellule tumorali.
La tecnologia utilizzata per produrre questi granuli, brevettata dai ricercatori, è relativamente semplice e imita l’organizzazione dei granuli secretori del sistema endocrino umano e sono stati testati con successo in modelli murini di cancro del colon-retto. Dal punto di vista della struttura chimica si tratta della coordinazione dello zinco ionico con domini ricchi di istidina, un amminoacido essenziale per gli esseri viventi e quindi non tossico.
In un modello animale di cancro del colon-retto CXCR4+, il sistema ha mostrato prestazioni elevate dopo la somministrazione sottocutanea ed è stato osservato che le nanoparticelle proteiche rilasciate si accumulano nei tessuti tumorali dei topi.
“È importante sottolineare che questo accumulo è più efficace rispetto a quando la proteina viene somministrata nel flusso sanguigno. Questo offre un modo nuovo e inaspettato per garantire elevati livelli di farmaco locale e una migliore efficacia clinica, evitando regimi di somministrazione endovenosa ripetuti”, spiega il professor Antonio Villaverde.
I risultati di uno studio pionieristico (PERISCOPE Phase I clinical trial (NCT03798353)), supportano la sicurezza dei bioimpianti chiamati PeriCord, realizzati con cellule staminali del cordone ombelicale e del pericardio di un donatore di tessuti, che aiutano nella rigenerazione e rivascolarizzazione dell’area interessata.
Questo nuovo medicinale, derivato da cellule staminali del cordone ombelicale e del pericardio provenienti da donatori di tessuti, è un prodotto di ingegneria tissutale di prima mondiale (un tipo di terapia avanzata che combina cellule e tessuti ottimizzati in laboratorio). Il farmaco viene applicato ai pazienti sottoposti a bypass coronarico, utilizzando la procedura per riparare la cicatrice nella zona del cuore colpita dall’infarto, che ha perso la capacità di battere quando il flusso sanguigno si è interrotto.
Lo studio condotto dai ricercatori spagnoli del Germans Trias i Pujol Research Institute, ha monitorato nell’arco di tre anni sette interventi di questo pionieristico intervento di ingegneria tissutale, rilevando un’eccellente biocompatibilità e l’assenza di rigetto nei pazienti.
Il prodotto ha proprietà antinfiammatorie, ed apre la strada ad applicazioni più ampie nelle patologie che coinvolgono l’infiammazione. “Le sue potenzialità potrebbero essere molto più ampie; crediamo possa essere un valido strumento per modulare i processi infiammatori” , spiega il dottor Sergi Querol del Cellular and Advanced Therapies Service at Banc de Sang i Teixits (BST), Barcelona.
Una nuova tecnica di imaging con bioluminescenza, descritta sulla rivista Science, ha creato immagini altamente dettagliate e di grande impatto visivo del movimento dell’ossigeno nel cervello dei topi. Il metodo messo a punto dai ricercatori della University of Rochester e della University of Copenhagen, che può essere facilmente replicato da altri laboratori, consentirà ai ricercatori di studiare in modo più preciso le forme di ipossia nel cervello, come la negazione di ossigeno al cervello che si verifica durante un ictus o un infarto. Il nuovo strumento di ricerca sta già fornendo informazioni sul motivo per cui uno stile di vita sedentario può aumentare il rischio di malattie come l’Alzheimer.
Il nuovo metodo impiega proteine luminescenti, cugine chimiche delle proteine bioluminescenti presenti nelle lucciole. Queste proteine, che sono state utilizzate nella ricerca sul cancro, utilizzano un virus che fornisce istruzioni alle cellule per produrre una proteina luminescente sotto forma di enzima. Quando l’enzima incontra un secondo composto chimico, un substrato chiamato furimazina, la reazione chimica genera luce.
“La porta è ora aperta per studiare una serie di malattie associate all’ipossia nel cervello, tra cui l’Alzheimer, la demenza vascolare e il COVID lungo, e come uno stile di vita sedentario, l’invecchiamento, l’ipertensione e altri fattori contribuiscono a queste malattie“, ha affermato il prof. Nedergaard. . “Fornisce inoltre uno strumento per testare diversi farmaci e tipi di esercizi che migliorano la salute vascolare e rallentano il percorso verso la demenza”.
L’eparina, il fluidificante del sangue più utilizzato al mondo, viene utilizzata durante procedure che vanno dalla dialisi renale alla chirurgia a cuore aperto. Attualmente, l’eparina viene ricavata dall’intestino di maiale, ma gli scienziati del Rensselaer Polytechnic Institute hanno scoperto come produrla in laboratorio.
Hanno anche sviluppato un percorso verso un processo di bioproduzione che potrebbe potenzialmente rivoluzionare il modo in cui il mondo si approvvigiona di questo medicinale fondamentale.
“Sintetizzare questi enzimi su scala così ampia era per noi un territorio inesplorato in un laboratorio accademico”, ha affermato Marc Douaisi, Ph.D. , primo autore dello studio e ricercatore senior RPI. “C’è voluto uno sforzo ampio e coordinato in tutto il centro per sintetizzare il volume necessario per sintetizzare un prodotto con una struttura e un’attività biologica equivalenti al farmaco derivato dal maiale. Alla fine, è stato esaltante sapere che ciò che abbiamo realizzato corrispondeva a tutti i criteri dell’eparina”.
Con il loro processo brevettato, dettagliato in uno studio pubblicato sulla rivista “PNAS“, i ricercatori stanno già lavorando con la FDA e hanno avviato lo scale-up che porta alla produzione commerciale.
In un passo verso l’informatica neuromorfica basata sulla nanofluidica, o ispirata al cervello, gli ingegneri dell’Ecole Polytechnique Fédérale di Losanna sono riusciti a eseguire un’operazione logica collegando due chip che utilizzano ioni, anziché elettroni, per elaborare i dati.
“Noi abbiamo realizzato un nuovo dispositivo nanofluidico per applicazioni di memoria che è significativamente più scalabile e molto più performante rispetto ai tentativi precedenti“, afferma il ricercatore post-dottorato del LBEN Théo Emmerich. “Ciò ci ha permesso, per la prima volta, di collegare due ‘sinapsi artificiali’ del genere, aprendo la strada per la progettazione di hardware liquido ispirato al cervello”.
Per il loro studio, i ricercatori hanno immerso il loro dispositivo in una soluzione acquosa elettrolitica contenente ioni di potassio, ma potrebbero essere utilizzati anche altri, tra cui sodio e calcio. “Possiamo regolare la memoria del nostro dispositivo cambiando gli ioni che usiamo, il che influenza come passa da acceso a spento, o quanta memoria memorizza”, spiega Emmerich.
Questo risultato rappresenta la prima dimostrazione di operazioni logiche digitali basate su dispositivi ionici simili a sinapsi. La pubblicazione sulla rivista “Nature Electronics“.
Un’app mobile che utilizza l’intelligenza artificiale, l’AI, per analizzare le immagini di sospette lesioni cutanee può diagnosticare il melanoma con altissima precisione. Ciò è dimostrato in uno studio condotto dall’Università di Linköping in Svezia, dove l’app è stata testata nell’assistenza primaria. I risultati sono stati pubblicati sul “British Journal of Dermatology“.
Sono stati condotti numerosi studi su immagini di lesioni cutanee raccolte in precedenza e tali studi concordano relativamente sul fatto che l’intelligenza artificiale è efficace nel distinguendo quelli pericolosi da quelli innocui.
Per scoprire quanto bene l’app basata sull’intelligenza artificiale funzionasse come strumento di supporto decisionale, i ricercatori hanno confrontato la risposta dell’app alle diagnosi effettuate mediante la normale procedura diagnostica.
Delle oltre 250 lesioni cutanee esaminate, i medici hanno riscontrato 11 melanomi e 10 precursori del cancro, noto come melanoma in situ . L’app ha trovato tutti i melanomi e ha mancato solo un precursore.
Una terapia basata su nanoparticelle sviluppata dagli scienziati dell’UT Southwestern Medical Center ha stimolato un percorso immunitario che ha sradicato tumori in modelli murini di vari tipi di cancro.
This illustration depicts a nanoparticle (purple) activating the stimulator of interferon genes (STING) proteins (yellow) in dendritic cells to recruit cytotoxic T cells into an immune “cold” tumor.
Questa nuova terapia basata su nanoparticelle adotta un approccio diverso: attivare una molecola nota come stimolatore dei geni dell’interferone (STING). Questa molecola anticamente evoluta risponde a un segnale molecolare chiamato cGAMP. Generato quando le cellule avvertono un’infezione o il cancro, il cGAMP segnala alle cellule immunitarie di prepararsi per la battaglia.
Attivare STING per combattere il cancro non è un concetto nuovo, ma le molecole sviluppate per mirare a STING sono state in gran parte inefficaci per vari motivi. Tuttavia, il team del Dr. Gao ha creato una nuova terapia sperimentale che incorpora cGAMP in nanoparticelle PC7A, ottenendo risultati promettenti nei modelli murini di vari tipi di cancro.
Un team di bioingegneri dell’UCLA ha inventato un dispositivo morbido, sottile ed elastico che misura poco più di 1 pollice quadrato e che può essere attaccato alla pelle fuori dalla gola per aiutare le persone con corde vocali disfunzionali a ritrovare la funzione vocale. Il lavoro pubblicato sulla rivista “Nature Communications“.
Il nuovo sistema bioelettrico è in grado di rilevare il movimento nei muscoli della laringe di una persona e tradurre tali segnali in parlato udibile con l’assistenza di macchine tecnologia di apprendimento: con una precisione pari a quasi il 95%.
Il nuovo dispositivo a patch è composto da due componenti: uno per rilevare i segnali muscolari e convertirli in segnali vocali, e l’altro per trasformare i segnali vocali nell’espressione desiderata. Entrambi i componenti contengono strati di PDMS e bobine di induzione magnetica per generare segnali elettrici ad alta fedeltà. Il dispositivo è piccolo, leggero e può essere facilmente riutilizzato.
I ricercatori hanno testato una tecnologia indossabile su otto adulti sani, raccogliendo dati sul movimento dei muscoli laringei e utilizzando un algoritmo di apprendimento automatico per correlare i segnali a determinate parole. Hanno dimostrato l’accuratezza del sistema chiedendo ai partecipanti di pronunciare frasi sia ad alta voce che senza voce. Il meccanismo riconosceva il movimento laringeo e corrispondeva alla frase desiderata. In futuro, il gruppo prevede di ampliare il vocabolario del dispositivo attraverso l’apprendimento automatico e di testarlo su persone con disturbi del linguaggio.
I disturbi della voce sono comuni, ma con questo nuovo approccio terapeutico, il recupero della voce potrebbe essere più rapido e meno invasivo.
Una “nanoparticella GPS” di nuova concezione iniettata per via endovenosa può colpire le cellule tumorali per fornire un pugno genetico alla proteina implicata nella crescita e nella diffusione del tumore, secondo i ricercatori della Penn State. Hanno testato il loro approccio su linee cellulari umane e nei topi per abbattere efficacemente un gene che causa il cancro, riferendo che la tecnica potrebbe potenzialmente offrire un trattamento più preciso ed efficace per i tumori al seno di tipo basale notoriamente difficili da trattare.
“Abbiamo sviluppato una nanoparticella GPS in grado di trovare il sito dove è necessaria“, ha affermato Dipanjan Pan, professore di nanomedicina alla Penn State. “Una volta lì – e solo lì – può fornire proteine di editing genetico per impedire la diffusione delle cellule tumorali. È stato un compito difficile, ma abbiamo dimostrato che il sistema funziona per i tumori al seno di tipo basale”.
Il team ha fabbricato una nanoparticella di cavallo di Troia, camuffandola con molecole di grasso appositamente progettate che assomigliano a lipidi presenti in natura e riempiendola di molecole CRISPR-Cas9. Queste molecole possono prendere di mira il materiale genetico di una cellula, identificare un particolare gene e abbatterlo o renderlo inefficace. In questo caso, il sistema ha preso di mira la forkhead box c1 (FOXC1) umana, che è coinvolta nell’istigazione delle metastasi.
I risultati hanno confermato che la nanoparticella può raggiungere un tumore in un modello murino, attivare il sistema e abbattere con successo FOXC1.
I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno sviluppato un nuovo gel, GastroShield, che può essere spruzzato sui siti chirurgici attraverso un endoscopio. Questo gel forma uno strato protettivo resistente ma flessibile che funge da scudo per l’area danneggiata. Il materiale previene il sanguinamento ritardato e rafforza l’integrità meccanica del tessuto.
Gli screening di routine del cancro al colon rivelano spesso piccoli polipi precancerosi, che possono essere rimossi prima che diventino cancerosi. Questo di solito viene fatto utilizzando un endoscopio. Se si verifica un sanguinamento durante la rimozione del polipo, i medici possono cauterizzare la ferita per sigillarla, ma questo metodo crea una cicatrice che può ritardare la guarigione e causare ulteriori complicazioni. Quando è necessario il rinforzo dei tessuti, i medici spesso inseriscono clip metalliche per tenere insieme i tessuti, ma queste non possono essere utilizzate con polipi più grandi e non sono sempre efficaci.
Il team del MIT ha testato diverse combinazioni di materiali per trovare una formulazione adatta a essere erogata attraverso un catetere e ad aderire al tessuto. Hanno trovato una combinazione vincente che include un polimero chiamato pluronico e il destrano ossidato, che reagiscono istantaneamente formando un gel solido. Questo gel è in grado di resistere alle forze del tratto digestivo e del cibo, e può essere distribuito tramite colonscopi esistenti.
I ricercatori hanno anche eseguito diversi studi di biocompatibilità e hanno scoperto che il gel non ha causato alcun effetto negativo.
“La nostra tecnologia adesiva sensibile ai tessuti è progettata per interagire con il tessuto tramite interazioni covalenti e ioniche complementari, nonché interazioni fisiche per fornire una protezione prolungata delle lesioni per giorni per prevenire complicazioni successive alla rimozione del polipo e altre ferite a rischio di sanguinamento nel tratto gastrointestinale”, afferma la prof.ssa Natalie Artzi.
Secondo un ampio studio clinico finanziato dal National Institutes of Health, un liquido topico, il fluoruro di diammina d’argento (SDF), può fermare la carie nei bambini.
I risultati preliminari, pubblicati su Pediatric Dentistry, hanno mostrato che il 54% delle carie ha smesso di progredire dopo il trattamento con SDF, rispetto al 21% di quelle trattate con un placebo.
Studi precedenti suggeriscono che l’argento contenuto nell’SDF uccide i microbi che causano la carie e aiuta a fermare la distruzione del dente, mentre il fluoro aiuta a ricostruire e rafforzare il dente. l’SDF rappresenta una svolta in quanto può arrestare la progressione della carie senza ricorrere ad interventi invasivi.
Poiché lo studio ha raggiunto il suo obiettivo primario, è stato interrotto in anticipo. Clinical trials NCT 03649659.
Gli idrogel iniettabili hanno attirato notevole attenzione nel trattamento dell’infarto del miocardio (MI) a causa della loro somministrazione minimamente invasiva tramite iniezione e del ridotto rischio di infezione. Per comprendere appieno l’interazione tra idrogel iniettabili e riparazione del miocardio infartuato, questa revisione fornisce una panoramica dei recenti progressi nella terapia dell’MI mediata da idrogel iniettabili.
La panoramica fornisce i progressi della ricerca nell’uso di idrogel iniettabili per ripristinare la funzione cardiaca nel miocardio infartuato promuovendo la neovascolarizzazione, migliorando la proliferazione dei cardiomiociti, diminuendo la fibrosi miocardica e inibendo l’eccessiva infiammazione.
Una nanopipetta high-tech a doppio cilindro, sviluppata dall’Università di Leeds, ha permesso ai ricercatori di osservare come le singole cellule tumorali reagiscono al trattamento e cambiano nel tempo, offrendo preziose informazioni per lo sviluppo di farmaci antitumorali più efficaci.
Lo strumento può iniettare ed estrarre contemporaneamente un campione dalla stessa cellula, consentendo di studiarla senza distruggerla. Il team ha testato la resistenza delle cellule tumorali alla chemioterapia e alla radioterapia utilizzando il glioblastoma come caso di prova, poiché è noto per la sua capacità di adattarsi al trattamento e sopravvivere.
Questa tecnologia fornirà una comprensione senza precedenti e porterà a nuove armi nel trattamento di tutti i tipi di cancro. In particolare, sarà fondamentale nel combattere il glioblastoma, poiché la sua natura altamente “plastica” ha reso difficile migliorare la sopravvivenza in 20 anni. La capacità di osservare e caratterizzare dinamicamente le cellule tumorali durante i cambiamenti consentirà di mappare il loro viaggio e trovare modi per fermarle ad ogni passo, cosa che non era possibile con le tecnologie precedenti.
“Le cellule tumorali che non vengono uccise dalla chemioterapia sono quelle che fanno ricrescere il cancro e lo portano alla morte. Il nostro strumento può individuare queste cellule e ora possiamo eseguire biopsie su di esse in modo da poter studiare specificamente come sono cambiate quelle che sopravvivono al trattamento” – afferma il prof. Paolo Actis. “Questo è di fondamentale importanza poiché quanto più riusciamo a capire come cambiano le cellule, tanto più farmaci possiamo sviluppare per impedire loro di adattarsi”.
In uno studio pubblicato su “Advanced Materials“, i ricercatori Pietro Veglianese, insieme a Valeria Veneruso ed Emilia Petillo dell’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS in collaborazione con Filippo Rossi del Politecnico di Milano hanno dimostrato che un innovativo nanovettore (nanogel), da loro sviluppato, è in grado di somministrare farmaci antinfiammatori in modo mirato nelle cellule gliali coinvolte attivamente nell’evoluzione della lesione al midollo spinale, una condizione che porta a paraplegia o tetraplegia.
I nanovettori sviluppati dal Politecnico di Milano, chiamati nanogel, sono costituiti da polimeri che possono legarsi a specifiche molecole target. In questo caso, i nanogel sono stati progettati per legarsi alle cellule microgliali e astrocitarie, cruciali nella risposta infiammatoria dopo un trauma acuto del midollo spinale.
I ricercatori hanno dimostrato che i nanogel, caricati con un farmaco ad azione anti-infiammatoria (rolipram), sono stati in grado di convertire le cellule gliali da uno stato dannoso ad uno protettivo, contribuendo attivamente al recupero del tessuto lesionato. I nanogel hanno dimostrato di avere un effetto selettivo sulle cellule gliali, rilasciando il farmaco in modo mirato, massimizzandone l’effetto e riducendo la possibilità di effetti collaterali.
“Questi risultati aprono la strada a nuove possibilità terapeutiche per i pazienti mielolesi. Inoltre questo approccio può essere vantaggioso per trattare anche patologie neurodegenerative come l’Alzheimer, in cui l’infiammazione e le cellule gliali giocano un ruolo significativo” – afferma il prof. Pietro Veglianese.
I ricercatori dell’Istituto San Raffaele Telethon per la Terapia Genica di Milano in collaborazione con altre istituzioni italiane grazie ad una nuova tecnica, sono riusciti a ‘spegnere’ il gene responsabile del colesterolo alto nei topi senza modificare la sequenza del Dna e ottenendo anche un risultato duraturo.
I ricercatori coordinati dal prof. Angelo Lombardo come descritto sulla rivista “Nature”, hanno concentrato i loro sforzi sul gene Pcsk9, che è coinvolto nella regolazione dei livelli di colesterolo nel sangue. Alcune varianti di questo gene, infatti, causano l’ipercolesterolemia familiare, una rara malattia genetica caratterizzata dal rischio elevato di infarto e ictus anche in giovane età. “In alcuni pazienti con la malattia, il gene è più attivo del normale – spiega Lombardo – e questo fa sì che le cellule del fegato non riescano a catturare in maniera efficiente il cosiddetto colesterolo ‘cattivo’, o LDL: la conseguenza è un innalzamento dei livelli di colesterolo”.
IL GRUPPO DI RICERCA DI ANGELO LOMBARDO (SR-TIGET)
Gli autori dello studio hanno sviluppato delle molecole programmate per riconoscere e spegnere il gene Pcsk9, e le hanno incapsulate all’interno di nanoparticelle costituite da grassi, simili a quelle utilizzate anche per i vaccini anti-Covid, che gli permettono di viaggiare nel sangue e arrivare al fegato. Una sola somministrazione è stata sufficiente per silenziare il gene nei topi: “Abbiamo effettivamente confermato che Pcsk9 viene spento in modo stabile e a lungo termine”, afferma il dott. Martino Alfredo Cappelluti.
“Rispetto ad altri trattamenti pur innovativi, questo approccio potrebbe avere numerosi vantaggi, poiché si tratta di una terapia da effettuare una sola volta nella vita, che non modifica la sequenza del Dna (con tutti i rischi che questo potrebbe comportare) e con effetti potenzialmente reversibili”, commenta il prof. Lombardo. “Inoltre, la dimostrazione della sua efficacia apre la strada a terapie per altri disturbi che coinvolgono il fegato, come l’epatite B, ma anche altri organi, come il sistema nervoso centrale”.
Gli scienziati dell’Università di Granada (UGR) hanno dimostrato l’efficacia e la vitalità della pelle artificiale UGRSKIN, un medicinale per terapia avanzata (ATMP) da loro sviluppato nel 2012, che si è rivelato estremamente utile nel trattamento di pazienti con ustioni gravi. Inoltre, non provoca effetti collaterali o complicazioni significative.
Scientists from the University of Granada (UGR) have shown that UGRSKIN, the artificial skin they developed in 2012 and implanted in the first patients in 2016, is effective and histologically similar to the human epidermis.
“Una volta impiantato, il modello UGRSKIN si è fuso rapidamente con il tessuto del paziente e ha formato quasi immediatamente un’epidermide molto simile alla normale epidermide umana, contribuendo così a proteggere il paziente da possibili agenti patogeni esterni. Inoltre, due mesi dopo l’impianto, il derma del tessuto impiantato ha potuto rimodellarsi progressivamente fino a diventare istologicamente simile al derma normale”, spiega il professor Miguel Alaminos.
I pazienti trattati con la pelle artificiale UGRSKIN hanno riscontrato un miglioramento della qualità della vita e alcuni sono persino riusciti a superare sfide e difficoltà, come scalare alte montagne e partecipare a competizioni sportive impegnative.
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