Modulare la risposta infiammatoria alla presenza di dispositivi impiantabili
Esce in questi giorni sulla prestigiosissima rivista NATURE MATERIALS un importante lavoro svolto al Massachusetts Institute of Technology da Daniel G. Anderson e collaboratori assieme all’ospedale pediatrico di Boston. I ricercatori hanno voluto capire perché il corpo rifiuti, dopo un certo tempo, i diversi dispositivi impiantabili. Quello che avviene è lo stimolo allo sviluppo di una forte fibrosi vicino al sito d’impianto, con attivazione incontrollata della risposta immunitaria che induce la formazione di tessuto di cicatrizzazione intorno al dispositivo. Questa cascata fibrotica include danno tissutale, impedisce l’interazione con il microambiente circostante (compreso il rilevamento di stimoli biochimici come pH, ossigeno, livelli di glucosio), ed ostacola il flusso di sostanze dentro e fuori al dispositivo, essenziale per preservarne il materiale biologico all’interno (es. cellule).
Gli attuali approcci per la soppressione o la gestione del dispositivo d’impianto biomedicale a lungo termine spesso coinvolgono anti-infiammatori/anti-rigetto ad ampio spettro (rapamycin, tacrolimus, everolimus, cyclosporine e corticosteroids) che possono dare nel tempo seri problemi.
Come immaginate, questo argomento è particolarmente importante per noi. Al momento infatti, i sistemi di monitoraggio in continuo ed i sets di infusione per pompe di insulina devono essere cambiati regolarmente. Questo perché la risposta immunitaria può provocare forti infiammazioni e tessuto di cicatrizzazione dove vengono inseriti i dispositivi. Oltre ad evidenti conseguenze estetiche, spesso accade che questa risposta impedisca di fatto ai dispositivi di misurare correttamente i livelli di glucosio nel sangue, o infondere al meglio precise quantità di insulina. Infine, un’altra tecnologia all’orizzonte coinvolta da questo studio può essere l’incapsulamento di cellule insulari, che prevede l’impianto di capsule contenenti cellule delle isole attive da inserire magari efficacemente sotto la pelle.
Nel tentativo di trovare una soluzione, i ricercatori si sono concentrati in particolare su come il corpo reagisce ai materiali comunemente utilizzati per questi dispositivi. Il team ha scoperto che alcuni materiali come la ceramica, gli idrogels, gli alginati e diversi altri polimeri, influenzano in modo significativo ed uniforme la risposta immunitaria. In particolare, i materiali aumentato la risposta immunitaria proveniente da un recettore detto Fattore Stimolante le Colonie-1 (CSF1R). Nei topolini, la sua inibizione o l’esaurimento dei macrofagi ha portato alla completa perdita del processo fibrotico, ma ha preservato le altre funzioni dei macrofagi, come la guarigione delle ferite, la produzione di specie reattive dell’ossigeno e la fagocitosi. Successivi esperimenti anche su primati hanno dimostrato che il targeting del CSF1R (es. il blocco della sua attivazione) riduce la necessità di immunosoppressione dopo l’impianto dei materiali, aprendo la strada a futuri interventi terapeutici di modulazione della cascata fibrotica da impianto.
(Doloff Joshua C et al. 2017 Nature Materials, doi:10.1038/nmat4866)
Traduzione ed adattamento di Gianpiero Garau
