Ricercatori guidati da Martin Fussenegger all'ETH Zurich hanno sviluppato un impianto elettronico sperimentale progettato per trattare il diabete di tipo 2 senza fare affidamento sull'insulina o sui farmaci tradizionali. Pubblicato sulla rivista Science, lo studio descrive un dispositivo che utilizza un catalizzatore alimentato elettricamente per trasformare il glucosio in eccesso nel sangue in gluconato, una sostanza che l'organismo elimina attraverso le urine. Questo processo mira a prevenire che l'energia in eccesso venga immagazzinata come grasso, affrontando un problema comune in cui i pazienti continuano ad aumentare di peso nonostante la terapia insulinica.
A differenza dei precedenti tentativi del team che utilizzavano reti genetiche ingegnerizzate e cellule viventi, questo nuovo approccio impiega un catalizzatore composto interamente da materiali inorganici. Il nucleo dell'impianto consiste in feltro di grafite ricoperto da cluster d'oro e rivestito con particelle di platino, creando una superficie nanometrica capace di elaborare il glucosio senza enzimi o componenti biologici. Questo design affronta le sfide legate alla compatibilità immunitaria, alla stabilità a lungo termine e all'approvazione regolatoria spesso associate ai trattamenti biologici.
Il sistema opera tramite un meccanismo di controllo a ciclo chiuso alimentato in modo wireless a una frequenza di 13,56 MHz. Un sensore convenzionale del glucosio monitora continuamente i livelli di glucosio nei tessuti e comunica con uno smartphone o uno smartwatch tramite Bluetooth. Quando la glicemia sale, ad esempio dopo un pasto, il dispositivo connesso attiva l'impianto per fornire l'energia elettrica necessaria al funzionamento del catalizzatore. Una volta che i livelli di glucosio tornano nell'intervallo desiderato, il sistema si spegne automaticamente per prevenire una glicemia pericolosamente bassa.
I primi test di laboratorio utilizzando una soluzione nutritiva da 5 litri, equivalente al volume ematico di un adulto umano, hanno confermato la capacità del catalizzatore di convertire il glucosio su una scala rilevante. Successivi trial su topi diabetici per sei settimane hanno mostrato che l'impianto poteva regolare con precisione i livelli di glicemia promuovendo contemporaneamente la perdita di peso. Il dispositivo ha funzionato a bassa tensione senza evidenze di danni tissutali dovuti a effetti elettrici o termici ed è stato ben tollerato dagli animali.
Fussenegger osserva che questa tecnologia rappresenta un cambiamento fondamentale nella gestione del diabete, passando dall'influenzare il modo in cui il corpo elabora il glucosio al controllo diretto della disponibilità di glucosio utilizzando l'elettronica. Sebbene i risultati siano promettenti, il dispositivo non è ancora stato testato sull'uomo. Il prossimo obiettivo dei ricercatori è far avanzare l'impianto sperimentale verso un dispositivo medico adatto a ulteriori sviluppi e a futuri trial clinici, potenzialmente sfruttando i sistemi di salute digitale esistenti e le tecnologie di alimentazione wireless.
Fonti: ScienceDaily.