Μια ομάδα μηχανικών του MIT ανέπτυξε ένα «έξυπνο» επίθεμα από υδροτζέλ, ικανό να μειώνει κατά 50% τη βλάβη στον καρδιακό ιστό και να βελτιώνει τη λειτουργία της καρδιάς μέσα σε δύο μόλις εβδομάδες. Το μικροσκοπικό αυτό τεχνολογικό θαύμα εφαρμόζεται απευθείας στον καρδιακό μυ κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης και απελευθερώνει τρία διαφορετικά φάρμακα με ακρίβεια χρονισμού, μιμούμενο τον φυσικό ρυθμό της αναγέννησης των ιστών.
Μετά από ένα έμφραγμα, οι καρδιακοί μύες χάνουν μέρος της ικανότητάς τους να συσπώνται, καθώς τα κατεστραμμένα κύτταρα δεν αναγεννώνται. «Όταν ο ιστός της καρδιάς νεκρώνεται, η λειτουργικότητα μειώνεται μόνιμα», εξηγεί η Ana Jaklenec, ερευνήτρια στο Koch Institute του MIT. «Στόχος μας είναι να αποκαταστήσουμε τη δύναμη και την αντοχή της καρδιάς, επιτρέποντας μια πραγματική διαδικασία επούλωσης».
Για να το επιτύχουν, οι επιστήμονες αξιοποίησαν μια τεχνολογία ελεγχόμενης απελευθέρωσης φαρμάκων που είχαν αναπτύξει παλαιότερα. Οι μικροσκοπικές σφαίρες φαρμάκου με διάμετρο μόλις λίγων μικρομέτρων κατασκευάζονται από ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές, το PLGA, το οποίο διαλύεται σταδιακά με τον χρόνο. Στη νέα του μορφή, το σύστημα έχει προγραμματιστεί να απελευθερώνει τρεις δραστικές ουσίες σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα: τις ημέρες 1 έως 3, 7 έως 9 και 12 έως 14 μετά την επέμβαση.
Κάθε στάδιο της θεραπείας αντιστοιχεί σε μια κρίσιμη φάση της επούλωσης του καρδιακού ιστού. Στην πρώτη φάση, η νευρεγουλίνη-1 προστατεύει τα κύτταρα από περαιτέρω βλάβη. Στη δεύτερη, το VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) ενεργοποιεί τη δημιουργία νέων αιμοφόρων αγγείων, επιτρέποντας καλύτερη οξυγόνωση. Και στην τρίτη, το GW788388 περιορίζει τον σχηματισμό ουλών που μειώνουν την ελαστικότητα του μυοκαρδίου.
Όλα αυτά ενσωματώνονται σε ένα λεπτό, διάφανο επίθεμα από υδροτζέλ, φτιαγμένο από αλγινικό και PEGDA, με υφή που θυμίζει φακό επαφής. «Πρόκειται ουσιαστικά για μια θεραπεία που συγχρονίζεται με τον βιολογικό ρυθμό της καρδιάς», εξηγεί η Erika Wang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Το επίθεμα εφαρμόζεται απευθείας πάνω στον καρδιακό μυ κατά τη διάρκεια ανοιχτής χειρουργικής επέμβασης. Εκεί προσκολλάται στον ιστό και αρχίζει να απελευθερώνει σταδιακά τα φάρμακα, ακολουθώντας την «παρτιτούρα» της φυσικής αποκατάστασης. Σε εργαστηριακές δοκιμές, η τεχνολογία βοήθησε τα καρδιακά κύτταρα να επιβιώσουν σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, όπως συμβαίνει μετά από έμφραγμα.
Στα πειράματα με ποντίκια, τα αποτελέσματα ήταν ακόμα πιο εντυπωσιακά: ο κατεστραμμένος ιστός μειώθηκε στο μισό και τα ποσοστά επιβίωσης αυξήθηκαν κατά 33% σε σχέση με τις κλασικές θεραπείες ή την ενδοφλέβια χορήγηση των ίδιων φαρμάκων. Με τον χρόνο, το επίθεμα αποδομείται φυσικά, αφήνοντας μόνο ένα λεπτό, ακίνδυνο υπόλειμμα, χωρίς να επηρεάζει τον καρδιακό παλμό.
Για τον Robert Langer, καθηγητή στο MIT και έναν από τους πιο γνωστούς πρωτοπόρους στη βιοϊατρική μηχανική, η καινοτομία αυτή σηματοδοτεί μια νέα εποχή στη χρήση βιοϋλικών για αναγεννητική ιατρική. «Η ιδέα ότι μπορούμε να θεραπεύσουμε μια κατεστραμμένη καρδιά με μια έξυπνη συσκευή είναι συναρπαστική και ανοίγει τεράστιες προοπτικές», σχολιάζει.
Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι η δοκιμή του επιθέματος σε μεγαλύτερα ζώα, ώστε να αξιολογηθεί η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητά του σε πιο ρεαλιστικές συνθήκες. Παράλληλα, οι επιστήμονες εξετάζουν αν η ίδια τεχνολογία ελεγχόμενης απελευθέρωσης φαρμάκων μπορεί να προσαρμοστεί σε καρδιακά stents ή άλλα εμφυτεύσιμα ιατρικά συστήματα, προσφέροντας θεραπείες χωρίς την ανάγκη ανοιχτής χειρουργικής.
Αν οι επόμενες δοκιμές επιβεβαιώσουν τα ευρήματα, η συσκευή του MIT θα μπορούσε να αποτελέσει μια ριζικά νέα προσέγγιση στην αντιμετώπιση του εμφράγματος και της καρδιακής ανεπάρκειας.
[source]
