Un gruppo di ricercatori dell’Università di Waterloo (Belgio) ha concepito un nuovo tipo di lenti a contatto, destinato non solo a correggere la vista, ma a curare gli occhi. In che modo? Rilasciando un agente curativo, attivato dagli enzimi naturalmente presenti nell’occhio umano. Scopriamo di più su questa straordinaria scoperta e sul suo impatto potenziale nel mondo della oftalmologia
Le lenti a contatto del futuro
Indice dei contenuti
Lenti a contatto. Quando si verifica un’abrasione corneale, la superficie trasparente e protettiva dell’occhio subisce danni che causano dolore, sensibilità alla luce e fastidio. Inoltre, se non trattata adeguatamente, questa condizione può comportare il rischio di infezioni.
Per curarla, i pazienti di solito indossano lenti a contatto trasparenti e permeabili all’ossigeno, così da proteggere la cornea durante il processo di guarigione (può richiedere da sette a dieci giorni). Spesso, utilizzano anche colliri a base di antibiotici per prevenire infezioni aggiuntive. Tuttavia, l’applicazione intermittente di antibiotici può rendere difficile garantire che una quantità sufficiente di farmaco rimanga sull’occhio per un trattamento prolungato. Insomma, una bella sfida nella gestione delle ferite corneali.
Ma cosa succederebbe se fosse possibile fornire una soluzione più efficace per la guarigione delle abrasioni corneali? E se le lenti a contatto stesse potessero agire come veicoli per rilasciare farmaci in modo controllato, offrendo un trattamento continuo e mirato direttamente alla fonte del danno? Queste domande ci conducono al cuore dell’innovazione proposta dall’Università di Waterloo.
Lenti a rilascio mirato di farmaci
I ricercatori hanno ideato delle lenti a contatto non solo correggono la vista, ma fungono anche da agenti guaritori, rilasciando farmaci attivati dagli enzimi naturali presenti nell’occhio stesso.
«È un sistema di somministrazione di farmaci a rilascio mirato che risponde alle esigenze specifiche dell’occhio», spiega Lyndon Jones, professore della School of Optometry & Vision Science di Waterloo e direttore del Center for Ocular Research & Education (CORE).
Ma come si è arrivati a questa intuizione?
Intrigato dalla potenzialità di un mercato dedicato alle lenti a contatto in grado di agire come veri e propri bendaggi rilascianti farmaci per trattare e guarire gli occhi, Jones ha cercato di trasformare questa “visione” in realtà.
Ad aiutarlo nell’impresa, alcuni studiosi dell’Università di Waterloo: Susmita Bose, Chau-Minh Phan, Muhammad Rizwan, John Waylon Tse ed Evelyn Yim, quest’ultima esperta in ingegneria chimica con una particolare focalizzazione sui materiali a base di collagene.
Insieme, i ricercatori hanno lavorato per sviluppare una soluzione innovativa che potesse unire l’ingegneria dei materiali con le esigenze cliniche.
Quale? Scopriamolo insieme.
Un aiuto dal collagene
l team di ricercatori si è avventurato nel mondo del collagene, una proteina che non solo sostiene la struttura dell’occhio, ma che è coinvolta nel delicato processo di guarigione delle ferite.
E qui hanno incontrato il primo scoglio: il collagene è troppo morbido e fragile per essere utilizzato come materiale per le lenti a contatto. La Dott.ssa Evelyn Yim, ha tuttavia avuto un’intuizione.
L’esperta ha trovato un modo per trasformare la gelatina metacrilato, un derivato del collagene, in un biomateriale 10 volte più forte.
Utile precisare che una delle proprietà più affascinanti dei materiali a base di collagene è la loro reazione a un enzima chiamato metalloproteinasi-9 della matrice (MMP-9), che si trova naturalmente nell’occhio. Questo enzima, ha la capacita di degradare i materiali a base di collagene danneggiati e di sostituirli con tessuto sano. È questa proprietà che ha ispirato il team a ideare un sistema di rilascio di farmaci basato sugli enzimi oculari, trasformando le lenti a contatto da semplici presidi medici correttivi a veri e propri agenti di guarigione.
«Questi enzimi sono speciali, perché sono coinvolti nella guarigione delle ferite, Quando si ha una ferita, vengono rilasciati in maggiore quantità», spiega Phan. «Se abbiamo un materiale che può essere degradato in presenza di questo enzima e aggiungiamo un farmaco a questo materiale, possiamo ingegnerizzarlo in modo che rilasci il farmaco in un modo proporzionale alla quantità di enzimi presenti sulla ferita . Quindi, più grande è la ferita, maggiore è la quantità di farmaco rilasciata». Vediamo adesso quale farmaco è stato scelto per realizzare le lenti “miracolose”.
Ulteriori informazioni: un aiuto dalla lattoferrina
Nel corso degli studi su colture cellulari umane, gli scienziati hanno utilizzato la lattoferrina bovina, proteina globulare multifunzionale con attività antimicrobica, sia battericida sia fungicida.
Risultato? Dopo soli cinque giorni, le ferite erano guarite completamente. Ma c’è di più. Il materiale stesso è dotato di una caratteristica straordinaria.
Si attiva solo alla temperatura oculare, garantendo così un rilascio mirato dei farmaci senza sprechi e con un meccanismo di conservazione integrato. Il cammino verso l’innovazione non si ferma qui. Il team è determinato a perfezionare ulteriormente il materiale, includendo una vasta gamma di farmaci al suo interno.
Fonti
Susmita Bose et al, Fabbricazione e caratterizzazione di un materiale per lenti a contatto con bendaggio idrogel attivato da enzimi, prodotti farmaceutici (2023). DOI: 10.3390/farmaceutica16010026
Materiale fornito dall’Università di Waterloo