Un cerotto per combattere l'obesità

Dozzine di minuscoli microaghi sul cerotto, per via lenta ed indolore, rilasciano un farmaco che trasforma l’adipe bianco (deputato alla conservazione dell’energia) in adipe bruno, che brucia calorie (ACS Nano 2017, DOI: 10.1021/acsnano.7b04348). Testato sui topi obesi, il cerotto ha ridotto il grasso addominale, incrementando il metabolismo ed abbassando sensibilmente i livelli di glucosio. Questa soluzione potrebbe offrire una via efficace e sicura per combattere l’obesità ed il diabete, spiega Zhen Gu, un ingegnere biomedico che sta collaborando a questo lavoro all’Università del North Carolina - a Chapel Hill - ed alla North Carolina State University.

I mammiferi hanno due tipi di tessuto adiposo: bianco e bruno. Quello bianco conserva energia; il suo depositarsi sotto la pelle e nell'addome è legato all’obesità, malattie cardiovascolari e diabete. Il grasso bruno, d’altra parte, consuma energia e produce calore per tenerci caldi d’inverno, cosa che aiuta a combattere l’aumento di peso.

Gli adulti hanno principalmente grasso bianco, non bruno; eppure capita che il primo si trasformi nel secondo: questo si verifica nel caso di forte abbassamento delle temperature ed esposizione sufficientemente prolungata, sebbene la trasformazione richieda - persino a queste condizioni - tempi molto lunghi; troppo, per poter apprezzare l’effetto desiderato. Accelerare questo processo ci garantirebbe una via per ridurre il grasso bianco ed è qui che ci viene in soccorso la chimica: esistono composti che riescono nell'obiettivo, ma hanno mostrato effetti collaterali che vanno dal generico malessere a fratture ossee, i quali rendono pericolosa l’assunzione sistemica mediante pillole o iniezioni.

L’anno scorso, un gruppo di ricercatori di Harvard e dell’MIT ha messo a punto una nuova forma farmaceutica di un farmaco di questo genere, il rosiglitazone, peraltro già approvato da #FDA per il trattamento del diabete (e non dell’obesità). Questo farmaco, quando somministrato per via endovenosa, va ad accumularsi in forma di nanoparticelle nel tessuto adiposo (Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2016, DOI: 10.1073/pnas.1603840113). Un cerotto a microaghi offre una via sicura ed indolore per condurre il farmaco localmente, dove ce n’è bisogno. “Quella del cerotto è stata una mossa decisamente astuta e creativa, al fine di ridurre al minimo gli effetti tossici”, ha detto Omid Farokhzad, della Scuola di Medicina di Harvard, che ha fatto parte di questo studio sin dagli albori.

Nella pratica, il cerotto è stato costruito da Gu, insieme a Li Qiang della Columbia e colleghi, a partire da una base di nanoparticelle di destrano (un polisaccaride da non confondere con le destrine) e su questa introducendo glucosio ossidasi e rosiglitazone o, in alternativa, un altro farmaco antiobesità, il CL 316243, del quale si conosce già la capacità di abbattere le quantità di grasso nel topo mediante un differente meccanismo d’azione. Questa miscela di particelle è stata perciò rivestita con alginato ed impaccata in un idrogel infine ricoperto da 121 microaghi di forma conica.

Sarebbe lecito chiedersi a che pro introdurre la glucosio ossidasi: quando i microaghi pungono lo strato superficiale della pelle, un po’ di glucosio passa dal plasma all’idrogel e reagisce con l’enzima in questione, generando così acido gluconico. L’acido degrada gradualmente l’alginato, inducendo indirettamente un lento rilascio del farmaco nel tempo. “Il rilascio prolungato risulta essere conveniente, poiché se il farmaco venisse rilasciato troppo rapidamente, potrebbe persino raggiungere il circolo sistemico”, spiega Gu.

Per testare l’efficacia dei cerotti, il team di ricercatori ha proceduto attaccando un cerotto vuoto (senza principi attivi) o uno contenente entrambi i farmaci al basso addome rasato del topo obeso. A questo punto il cerotto è stato sostituito ogni tre giorni per un mese; infine gli animali sono stati sacrificati ed il loro tessuto adiposo analizzato.

Pur avendo assunto lo stesso cibo, gli animali trattati sono risultati avere il 20% in meno di grasso sottocutaneo nell'area sottostante il cerotto, ma anche livelli di glucosio a digiuno inferiori. Il tessuto trattato appariva più beige e l’analisi genetica ha rivelato una più elevata quantità di geni associati al grasso bruno.

“Si tratta di una nuova e creativa applicazione di un farmaco già esistente e di una già esistente tecnologia, quale è quella del cerotto a microaghi, volta a dare però risultati sorprendenti ,” dice John B. Buse, dell’Università della North Carolina Medical School. Uno degli effetti collaterali dell’assunzione sistemica di rosiglitazone è l’aumento di peso, che però non si verifica mediante questo trattamento locale. Se riuscissimo a trasporre i risultati ottenuti dal modello animale all'essere umano potremmo davvero fare un “enorme passo avanti”, prosegue Buse. “I topi hanno molto più grasso bruno degli umani ed è possibile che l’effetto in questi ultimi sia meno entusiasmante.” Ciononostante, dice Farokhzad, “è sicuramente ragionevole il voler testare questa tecnologia su modelli animali più grandi”.