LUCID: un impianto sperimentale usa gli ultrasuoni per ampliare la distribuzione di molecole nel cervello

I ricercatori del MIT hanno progettato LUCID, un impianto sperimentale che combina un serbatoio di farmaci con trasduttori a ultrasuoni. Nei test con un materiale che imita il tessuto e in uno studio sui topi, gli ultrasuoni hanno aiutato le molecole rilasciate a diffondersi maggiormente nel tessuto cerebrale. Il risultato è preclinico: il lavoro descritto non dimostra che il dispositivo prevenga la recidiva del glioblastoma né che sia sicuro o efficace nelle persone. MIT

Il problema di portare e distribuire un trattamento

Il glioblastoma è un tumore cerebrale aggressivo. Secondo la nota del MIT, il trattamento include di solito un intervento chirurgico per rimuovere la maggior quantità possibile del tumore, seguito da radioterapia e chemioterapia. Poiché può essere difficile eliminare tutte le cellule cancerose, il tumore spesso si ripresenta. La fonte cita poco più di 10.000 diagnosi all’anno negli Stati Uniti e una sopravvivenza media da 12 a 15 mesi dopo la diagnosi; queste cifre costituiscono il contesto fornito dalla nota, non i risultati dell’esperimento con LUCID. MIT

La nota segnala che la chemioterapia viene di solito somministrata in compresse o mediante infusione endovenosa e che sono state sviluppate cialde e gel per la somministrazione di farmaci, impiantabili direttamente nel cranio. Questi dispositivi funzionano tramite diffusione passiva. Il gruppo del MIT ha cercato di aggiungere un controllo sul momento del rilascio e di usare gli ultrasuoni per ampliare la distribuzione delle molecole. MIT

Qui gli ultrasuoni sono concepiti come uno strumento fisico per favorire la distribuzione, non come prova che un trattamento funzionerà contro il cancro. Come contesto metodologico, il MIT cita ricerche precedenti secondo cui i flussi convettivi possono aiutare le molecole a disperdersi a distanze maggiori e le oscillazioni meccaniche generate dalle onde possono aumentare temporaneamente la permeabilità della barriera emato-encefalica, facilitando l’ingresso delle molecole nel cervello. La nota non attribuisce agli attuali test di LUCID una misurazione di tale cambiamento nella barriera: i risultati sono descritti come una maggiore dispersione di molecole nei modelli di tessuto e di un agente di contrasto nei topi. MIT

Come è progettato LUCID

Il dispositivo, il cui nome corrisponde a Long-term Ultrasound-enhanced Convective Injection Device, integra un canale per la somministrazione del farmaco e una matrice di 24 trasduttori miniaturizzati. Secondo il MIT, l’impianto flessibile ha uno spessore paragonabile a quello di un foglio di cartoncino e la cannula viene stampata in 3D direttamente sulla matrice. I trasduttori generano onde vicino alla punta della cannula, con l’obiettivo di favorire lo spostamento delle molecole più lontano dopo il loro rilascio. MIT

Il serbatoio contiene circa 100 microlitri di fluido e l’infusione viene erogata mediante una pompa osmotica passiva. Gli ultrasuoni possono essere controllati in modalità wireless tramite Bluetooth; il dispositivo integra anche una batteria ricaricabile senza fili. La nota indica che un controller wireless consentirebbe di programmare la dose di ultrasuoni. Per un eventuale uso nei pazienti, i ricercatori ipotizzano di collocare la cannula e la matrice all’interno del cranio, mentre la batteria e gli altri componenti elettronici potrebbero rimanere all’esterno. Si tratta di una configurazione proposta, non di una procedura clinica già eseguita. MIT

Il confronto riassume esclusivamente i test descritti dal MIT; la fonte non fornisce dati quantitativi sulla distanza o sull’entità dell’effetto. MIT

Cosa hanno mostrato i test e cosa resta da dimostrare

In un phantom di tessuto — un materiale simile a un gel progettato per imitare il tessuto umano — i ricercatori hanno osservato che, con gli ultrasuoni, le molecole si distribuivano più lontano rispetto a quando venivano somministrate senza attivarli. Nei topi hanno utilizzato il dispositivo per somministrare un agente di contrasto per la risonanza magnetica: attivando la matrice, l’agente si è diffuso maggiormente nel cervello rispetto a quando non venivano usati gli ultrasuoni. La nota non descrive in questi test la somministrazione di un farmaco contro il glioblastoma né riferisce una riduzione del tumore o un miglioramento della sopravvivenza. MIT

Una maggiore distribuzione di molecole è un risultato relativo alla somministrazione, non al beneficio clinico. La possibilità di ridurre gli effetti sugli organi non bersaglio o di trattare le cellule tumorali residue è presentata nella nota come un’aspettativa dei ricercatori, non come un effetto misurato nei pazienti. La fonte menziona anche possibili usi futuri con immunoterapie, acidi nucleici — comprese le terapie geniche — e tessuti molli diversi dal cervello; si tratta di applicazioni potenziali, non di risultati dimostrati in questo lavoro. MIT

Secondo la nota istituzionale, lo studio è stato pubblicato sulla rivista Device. La fonte indica Sarah Ornellas e Jason Hou come autori principali e riferisce che la ricerca ha ricevuto finanziamenti dal MIT Media Lab Consortium e dai National Institutes of Health. Le informazioni della NSF su come sostiene la ricerca descrivono l’attività e i meccanismi di finanziamento di tale agenzia, ma non forniscono una verifica indipendente dei risultati di LUCID né confermano il finanziamento di questo studio.

Il contesto generale della NSF sulla ricerca sui materiali spiega che la ricerca sui materiali può contribuire allo sviluppo di tecnologie e dispositivi medici. Questo riferimento istituzionale è fornito come contesto e non documenta la progettazione, i test o i risultati di LUCID.

Per ora, il risultato supportato dalla fonte è circoscritto: gli ultrasuoni sono stati associati a una maggiore dispersione di molecole in un modello di tessuto e di un agente di contrasto nei topi. L’efficacia di un farmaco, la sicurezza dell’impianto, il suo funzionamento a lungo termine e la sua utilità nel prevenire la recidiva del glioblastoma nei pazienti non sono dimostrati da questi test.