In situazioni di emergenza causate da trombosi, il coagulo deve essere distrutto entro un periodo di tempo molto breve — circa 3 a 4,5 ore. Dopo di che, i tessuti muoiono senza flusso di sangue. Ma anche se il paziente è stato abbastanza fortunato da sottoporsi alla trombolisi, avrà numerose complicazioni causate dal farmaco trombolitico – un enzima specifico iniettato per via endovenosa per sciogliere i coaguli di sangue. In media, nei paesi sviluppati, la trombolisi viene effettuata efficacemente nel 15% dei casi. In paesi come la Russia, la cifra è molto più bassa: su cento persone portate in ospedale, solo due possono beneficiare significativamente della procedura. Negli altri casi, il paziente affronta il rischio di invalidità o di morte.
La sfida è che i farmaci trombolitici non mirano al coagulo, ma si diffondono su tutto il sistema circolatorio. L’organismo inizia a bloccare un enzima estraneo, diminuendo rapidamente la sua attività. Pertanto, i farmaci vengono iniettati in dosi a tappeto nella speranza che almeno una piccola parte raggiunga il coagulo di sangue in tempo. “Ora stiamo usando una mazza per rompere un dado”, dice Ivan Dudanov, capo del centro cardiovascolare regionale dell’ospedale Mariinsky. “Dissolvendo un piccolo coagulo di sangue che ha bloccato un vaso di soli 1-2 mm di diametro, i farmaci trombolitici influenzano negativamente l’intera rete di vasi sanguigni. Per cambiare la situazione, abbiamo deciso di sviluppare un metodo di consegna mirata dei farmaci che ci permettesse di ridurre notevolmente il dosaggio e garantire che l’intero effetto terapeutico si concentri sul coagulo.”
Gli scienziati hanno prodotto un materiale composito, che può consegnare enzimi trombolitici in modo sicuro e mirato. Il nuovo materiale è composto da una struttura porosa di magnetite e da molecole di urochinasi – un enzima frequentemente usato in medicina come agente trombolitico. Il composto può essere usato per creare rivestimenti trombolitici per vasi sanguigni artificiali e soluzioni iniettabili stabili fatte di particelle nanometriche che possono essere facilmente localizzate vicino al coagulo per mezzo di un campo magnetico esterno.
Importante, la struttura di magnetite protegge anche gli enzimi da vari inibitori che sono presenti nel sangue e possono disattivare i farmaci trombolitici. Andrey Drozdov, primo autore dello studio e ricercatore presso il Laboratorio di chimica delle soluzioni di materiali e tecnologie avanzate nota: “Di solito, al fine di ottenere un effetto prolungato per tali farmaci, l’enzima è posto all’interno di una matrice polimerica. L’enzima viene poi gradualmente rilasciato dalla matrice e alla fine perde ogni attività. Noi, invece, abbiamo dimostrato sperimentalmente che gli enzimi protetti con il nostro approccio non perdono le proprietà terapeutiche per lunghi periodi di tempo e anche dopo un uso ripetuto. Il tasso, al quale il nuovo farmaco può dissolvere il coagulo supera gli enzimi non protetti di circa 4000 volte.”
Il materiale è potenzialmente sicuro per gli esseri umani, perché è fatto di componenti che hanno già il permesso di iniezione endovenosa. Secondo il professor Dudanov, i futuri farmaci basati sul nuovo composto potrebbero essere utilizzati non solo per il trattamento della trombosi, ma anche per la sua prevenzione. Circolando nel sangue anche in piccole quantità, l’enzima può pulire delicatamente i vasi e rimarrà attivo per un tempo molto lungo fino a quando non sarà escreto naturalmente attraverso il fegato come un normale metabolita.
Questo lavoro è diventato una logica continuazione degli studi precedenti dedicati all’intrappolamento dell’enzima nella matrice di magnetite sol-gel e alla produzione di sistemi bioattivi controllati magneticamente.
“In questa fase del nostro progetto, abbiamo dimostrato come il concetto che abbiamo sviluppato funziona per oggetti più specifici. Abbiamo preparato un colloide trombolitico e testato i suoi effetti su un coagulo di sangue artificiale ottenuto da plasma e sangue di esseri umani, e su un trombo estratto da pazienti. I risultati potrebbero presto permetterci di provare il nuovo sistema trombolitico sui mammiferi. Ora ci stiamo preparando per gli studi preclinici”, conclude Vladimir Vinogradov, capo del Laboratorio di chimica delle soluzioni di materiali e tecnologie avanzate.