KENNEDY SPACE CENTER (FL), 26 agosto 2021 – Da Novartis a Lamborghini, Alessandro Grattoni e lo Houston Methodist Research Institute hanno stretto una partnership con grandi nomi per sfruttare il Laboratorio Nazionale degli Stati Uniti della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per la ricerca spaziale e lo sviluppo tecnologico con importanti benefici sulla Terra.
Grattoni, professore e presidente del Dipartimento di Nanomedicina presso lo Houston Methodist Research Institute, attualmente guida un team che sviluppa la prossima generazione di sistemi di somministrazione di farmaci impiantabili per la prevenzione e il trattamento delle malattie croniche. La loro ultima indagine è stata lanciata sulla ISS durante la 23 ° missione CRS ( Commercial Resupply Services ) di SpaceX . Questa volta testeranno un dispositivo avanzato di somministrazione di farmaci impiantabile che può essere azionato a distanza, che consente la distribuzione controllata di un farmaco all’interno del corpo su richiesta.
Per convalidare la nuova tecnologia, il team si avvarrà di una nuova piattaforma di ricerca autonoma denominata Faraday Research Facility, sviluppata da ProXopS, LLC , un fornitore di servizi commerciali del National Lab dell’ISS. Se la dimostrazione tecnologica avrà successo, il dispositivo telecomandato potrebbe aprire nuove porte alla telemedicina e ai trattamenti terapeutici personalizzati sulla Terra e fornire nuove capacità per la ricerca medica nello spazio.
La tecnologia di Grattoni si è evoluta nel corso di diversi anni e molteplici voli spaziali. Un esperimento iniziale di microgravità nel 2016 che ha modellato la diffusione dei fluidi attraverso i nanocanali si è sviluppato in un prototipo di impianto di somministrazione di farmaci a funzionamento passivo. Il gigante farmaceutico Novartis ha successivamente collaborato con il team di Grattoni per testare questo sistema in un modello murino a bordo della ISS. Sulla base del successo del team, un terzo esperimento di volo spaziale nel 2019 in collaborazione con il produttore di supercar Automobili Lamborghini ha testato compositi in fibra di carbonio per applicazioni aerospaziali . Questi risultati potrebbero anche aiutare un giorno a identificare nuovi materiali avanzati per dispositivi biomedici.
I sistemi di somministrazione di farmaci impiantabili sono progettati per erogare automaticamente dosi precise di farmaci in punti di somministrazione mirati nel corpo di un paziente. Mentre le versioni precedenti del sistema di Grattoni funzionavano passivamente – il dispositivo iniziale utilizzava membrane a nanocanali appositamente calibrate per modulare la velocità di diffusione – l’ultima versione dispone di un telecomando che può essere azionato tramite un’applicazione installata su uno smartphone o un laptop. Questo progresso offre la possibilità di arrestare e avviare a distanza il flusso del farmaco e controllare il dosaggio preciso a comando.
“Avere un impianto che consente di modulare il rilascio di farmaci e modificare i profili di rilascio dei farmaci nel tempo apre davvero uno spettro di opportunità che va dagli sviluppi clinici a risorse potenzialmente ampliate per la ricerca e la scienza fondamentale”, ha affermato Grattoni.
Tra gli usi promettenti del nuovo dispositivo c’è quello di semplificare la ricerca sui roditori a bordo della ISS. Il sistema potrebbe consentire regimi farmacologici più complessi che non sarebbero fattibili anche con un’ampia interazione dell’equipaggio, riducendo allo stesso tempo lo stress sugli animali, ha affermato Grattoni.
Il team di Grattoni utilizzerà la nuova Faraday Research Facility per convalidare le capacità remote del dispositivo sulla stazione. La piattaforma di ricerca autonoma ospiterà una suite di dispositivi impiantabili, conservata per il funzionamento di prova in tubi salini sigillati, e consentirà al team di mettere alla prova le unità in remoto da terra tramite la connessione Internet della stazione. In caso di successo, un futuro esperimento di volo spaziale potrebbe convalidare il funzionamento del sistema nei roditori sulla stazione.
L’esperimento fungerà anche da test per la piattaforma ProXopS. Con una capacità per un massimo di 12 indagini “microlab” gestite a distanza, la Faraday Research Facility potrebbe presto fornire un modo personalizzabile ed economico per trasportare, comandare, controllare e restituire le indagini sui voli spaziali.
“Siamo entusiasti di supportare questa missione con la piattaforma di ricerca Faraday. La ricerca completa di Grattoni sui sistemi di somministrazione dei farmaci ha molte promesse che alla fine miglioreranno la qualità della vita sul nostro pianeta e oltre”, ha affermato Chad Brinkley, managing partner di ProXopS.
Il sistema impiantabile a distanza di Grattoni ha il potenziale per la telemedicina sulla Terra, dove potrebbe aiutare i pazienti che non hanno un facile accesso alle cliniche mediche e per i futuri astronauti in missioni di esplorazione spaziale a lungo termine. Un giorno potrebbe anche aiutare a curare le malattie che rispondono meglio alle terapie somministrate in determinati momenti della giornata, come l’ipertensione, l’artrite reumatoide e i disturbi del sonno.
“Qualunque cosa facciamo a livello di ricerca, lo stiamo facendo con l’intenzione di farne buon uso in un ambiente clinico”, ha detto Grattoni. “Questa è davvero una piattaforma tecnologica abilitante per un’ampia serie di esperimenti, dalla sperimentazione di nuove terapie all’esplorazione degli effetti biologici di diversi composti”.
Per conoscere gli altri payload che la piattaforma Faraday supporterà nel suo prossimo volo, visita la pagina di lancio SpaceX CRS-23 dell’ISS National Lab qui .
