Realizzata la prima “milza magnetica” che ripulisce il sangue

Una nuova tecnologia che permette di depurare il sangue da vari agenti patogeni (sia essi batteri che funghi, ma anche virus, parassiti o tossine), scongiurando il rischio di morte per sepsi, è stata sviluppata dagli scienziati del Wyss Institute (Hansjorg Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) dell’Università di Harvard. Il dispositivo, che si ispira alla fisiologia della milza ed agli apparecchi per emodialisi, è stato sperimentato (con successo) sui ratti ed i risultati sono stati pubblicati ieri su Nature Medicine.

Chiamato “biomilza” poiché ricorda la capacità della milza di filtrare il sangue da patogeni e cellule morte, lo strumento (un dispositivo di microfluidica extra-corporeo), messo a punto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Harvard, usa delle nanobiglie magnetiche rivestite con una versione geneticamente modificata di una proteina (opsonina) del sistema immunitario umano (la MBL, lectina legante mannosio), che è in grado di interagire con alcuni zuccheri presenti soltanto sulla superficie degli agenti patogeni.

Il magnetismo è infatti il principio chimico-fisico su cui si basa il funzionamento della milza artificiale: il sangue infetto del paziente viene fatto scorrere attraverso un canale principale e miscelato con le nanobiglie magnetiche ricoperte di opsonine, che legano i patogeni; le forze generate da campi magnetici applicati muovono le biglie (e dunque i patogeni ad esse legati) fuori dal canale principale, veicolandole in microcanali trasversali che sboccano in un secondo canale principale, contenente una soluzione salina, in cui microrganismi e le relative tossine restano in trappola. I due canali principali sono perciò connessi tramite questi microcanali, lungo cui le forze magnetiche spingono i patogeni, allontanandoli dal sangue, vivi o morti che siano. Il sangue, depurato, ritorna nel circolo ematico del paziente. In questo processo, aspetto di fondamentale importanza, la composizione del sangue non viene alterata né si assiste alla formazione di coaguli.

La biomilza magnetica per la pulizia del sangue da agenti causa di infezioni potrebbe realmente rivoluzionare il modo di trattare i casi di sepsi, sempre più frequenti anche a causa degli acclarati fenomeni di resistenza agli antibiotici: si conta infatti che ogni anno la sepsi uccida almeno otto milioni di persone nel mondo e che sia la principale causa di decessi ospedalieri.

La sepsi è una malattia sistemica che si verifica quando nel paziente ha luogo un’iperattivazione del sistema immunitario in risposta all’invasione da parte di microrganismi patogeni di tessuti o fluidi normalmente sterili.

La mortalità da sepsi può essere ridotta soltanto con una terapia tempestiva, ma spesso occorrono giorni prima che venga identificata la causa dell’infezione e le cure a base di antibiotici ad ampio spettro risultano spesso inefficaci. La biomilza artificiale, dal canto suo, non ha il problema della diagnosi poiché è in grado di trattare velocemente il paziente senza il bisogno di dover prima identificare l’agente patogeno e, inoltre, permette di rimuovere dal sangue microrganismi resistenti agli antibiotici senza doverli prima uccidere.

Dati alla mano, gli autori della ricerca, pubblicata su Nature Medicine, dichiarano che il dispositivo ripulisce un litro di sangue all’ora, rimuovendo più del 90% dei patogeni. Inoltre, il 90% dei topi è sopravvissuto all’infezione da E. coli e S. aureus (due tra i microrganismi che più frequentemente sono causa di sepsi nell’uomo), mentre solo il 14% dei topi non trattati è sopravvissuto.

 

Link to paper: An extracorporeal blood-cleansing device for sepsis therapy (Nature Med.)

 

Immagine Top sinistra: nanobiglie catturano E.coli. Top destra: nanobiglie catturano S.aureus. Immagini in basso mostrano il dispositivo di microfluidica. Fonte immagine: iflscience.com. Photo Credit: Harvard Wyss Institute, via Science Alert.

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