IBD-immagine credit public domain.
Per milioni di persone affette da malattie infiammatorie croniche come la malattia infiammatoria intestinale IBD (Inflammatory Bowel Disease,Malattie Infiammatorie Croniche Intestinali), la gestione delle riacutizzazioni spesso comporta l’uso di farmaci potenti con effetti collaterali significativi. Un nuovo studio pubblicato sulla National Science Review svela un’alternativa pionieristica: un impianto morbido e wireless che cura la malattia modulando specifici nervi che controllano il sistema immunitario.
Il team di ricerca dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong e dell’Ospedale Tongji ha sviluppato uno “stimolatore wireless del nervo splenico” (SpNWS). L’innovazione principale è che l’intero dispositivo – elettrodi, interconnessioni e ricevitori di potenza wireless – è realizzato in un idrogel conduttivo appositamente progettato. Questo materiale è morbido come i tessuti biologici, altamente elastico e in grado di condurre l’elettricità in modo efficiente.
“Le sfide più grandi per le interfacce neurali a lungo termine sono la discrepanza meccanica e la fibrosi causate dagli impianti rigidi. Il nostro dispositivo in idrogel si adatta perfettamente ai nervi delicati, funziona senza batterie e comunica in modalità wireless attraverso la pelle, riducendo al minimo i danni a lungo termine e il rigetto”, dice Zhiqiang Luo, autore corrispondente dello studio.
L’impianto è progettato per modulare il nervo splenico, un percorso chiave nel riflesso infiammatorio dell’organismo. In un modello murino di colite cronica, il dispositivo SpNWS è stato impiantato e attivato in modalità wireless per 20 minuti al giorno. Il trattamento ha portato a un recupero notevole: riduzione del danno al colon, minore perdita di peso e ripristino della struttura intestinale.
Leggi anche: IBD: nuovo antibiotico colpisce le malattie infiammatorie intestinali
“Studi meccanicistici hanno rivelato che la stimolazione elettrica ha riequilibrato l’ambiente immunitario intestinale. Ha soppresso le cellule T pro-infiammatorie (T H 1/T H 17) e ha promosso le cellule T antinfiammatorie e regolatrici (T H 2/T reg ). Fondamentalmente, dopo cinque settimane, il dispositivo ha mostrato un’eccellente biocompatibilità senza incapsulamento significativo di tessuto cicatriziale, un problema comune che porta al fallimento degli impianti convenzionali”, spiegano gli autori.
Astratto
“La modulazione mirata del nervo splenico offre un’alternativa selettiva alla stimolazione del nervo vago, evitando l’attivazione off-target delle fibre vagali miste. Tuttavia, il piccolo diametro e la complessità anatomica del nervo splenico pongono grandi sfide per un’interfaccia neurale stabile. In questo articolo, presentiamo uno stimolatore wireless del nervo splenico (SpNWS) realizzato in idrogel estensibile e altamente conduttivo per la terapia di immunomodulazione elettroceutica cronica. Gli elettrodi neurali in fibra di idrogel si conformano alle geometrie dei fasci neurovascolari splenici (SNVB) e sono fissati con un approccio bioadesivo, senza indurre fibrosi o attivazione immunitaria nei SNVB. SpNWS eroga la stimolazione wireless utilizzando film sottile di idrogel impiantato sottocutaneamente come elettrodi di alimentazione senza batteria con effetto di accoppiamento capacitivo. In un modello di malattia infiammatoria cronica intestinale (IBD) nei ratti, la stimolazione del nervo splenico mediante SpNWS ha ridotto significativamente la gravità della colite e ripristinato l’equilibrio immunitario intestinale sopprimendo le risposte T H 1/T H 17 e potenziando l’attività T H 2/T reg . Questo lavoro stabilisce una piattaforma bioelettronica che combina la conformità dei materiali, l’adattabilità dell’interfaccia e l’erogazione di energia wireless per consentire la neuromodulazione organo-specifica per il trattamento elettroceutico delle malattie refrattarie”.
Questo lavoro stabilisce una piattaforma versatile per la terapia “elettroceutica“. Il design morbido e wireless potrebbe essere adattato per interfacciarsi con diversi nervi per trattare una vasta gamma di patologie, dall’artrite reumatoide al diabete, fino ai disturbi metabolici, inaugurando una nuova era della medicina bioelettronica.