I ricercatori del MIT sviluppano nuovo materiale che potrebbe facilitare la rimozione dei polipi del colon

Ogni anno negli Stati Uniti vengono eseguite più di 15 milioni di colonscopie, e in almeno il 20% di questi, i gastroenterologi finiscono per rimuovere le escrescenze precancerose dal colon. Eliminando queste lesioni in fase iniziale, conosciuti come polipi, è il modo migliore per prevenire lo sviluppo del cancro al colon.

Per ridurre il rischio di lacerare il colon durante questa procedura, i medici spesso iniettano una soluzione salina nello spazio sotto la lesione, formando un "cuscino" che sollevi il polipo in modo che sia più facile rimuoverlo in sicurezza. Però, questo cuscino non dura a lungo.

I ricercatori del MIT hanno ora escogitato un'alternativa:una soluzione che può essere iniettata come un liquido ma si trasforma in un gel solido una volta raggiunto il tessuto, creando un cuscino più stabile e più duraturo.

Questo fa davvero un'enorme differenza per il gastroenterologo che sta eseguendo la procedura, per garantire che ci sia un'area stabile che possono poi resecare utilizzando strumenti endoscopici".

Giovanni Traverso, assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT e gastroenterologo presso il Brigham and Women's Hospital

Traverso è l'autore senior dello studio, che appare nel numero del 30 luglio di Scienze avanzate . Gli autori principali dello studio sono gli ex postdoc del MIT Yan Pang e Jinyao Liu. Altri autori includono Zaina Moussa, studentessa del MIT, collaboratore tecnico Joy Collins, l'ex tecnico Shane McDonnell, Veterinaria della Divisione di Medicina Comparata Alison Hayward, Il gastroenterologo del Brigham and Women's Hospital, Kunal Jajoo, e il professor Robert Langer del David H. Koch Institute.

Un cuscino stabile

Mentre molti polipi del colon sono innocui, alcuni possono eventualmente diventare cancerosi se non rimossi. I gastroenterologi spesso eseguono questa procedura durante una colonscopia di routine, usando uno strumento simile a un lazo per intrappolare il tessuto prima di tagliarlo.

Questa procedura comporta il rischio di strappare il rivestimento del colon, motivo per cui i medici di solito iniettano soluzione salina nell'area appena sotto il rivestimento, chiamato spazio sottomucoso, per sollevare il polipo dalla superficie del colon.

"Ciò che fa è separare brevemente quegli strati di tessuto, e dà un po' di un'area rialzata, quindi è più facile intrappolare la lesione, " Dice Traverso. "La sfida è che la soluzione salina si disperde molto rapidamente, quindi non sempre abbiamo abbastanza tempo per entrare e intervenire, e potrebbe essere necessario reiniettare la soluzione salina."

Le lesioni complesse possono richiedere da 10 a 20 minuti per la rimozione, o anche più a lungo, ma il cuscino salino dura solo pochi minuti. I ricercatori hanno cercato di rendere i cuscini più longevi aggiungendo agenti addensanti come gelatina e cellulosa, ma quelli sono molto difficili da iniettare attraverso l'ago stretto che viene utilizzato per la procedura.

Per superarlo, il team del MIT ha deciso di creare un gel diradante. Questi materiali sono gel semisolidi in condizioni normali, ma quando si applica loro la forza, la loro viscosità diminuisce e scorrono più facilmente. Ciò significa che il materiale può essere facilmente iniettato attraverso un ago stretto, quindi tornare in un gel solido una volta uscito nel tessuto del colon.

I gel diradanti possono essere realizzati con diversi tipi di materiali. Per questo scopo, i ricercatori hanno deciso una combinazione di due materiali biocompatibili che possono formare gel:laponite, un'argilla in polvere utilizzata nei cosmetici e in altri prodotti, e alginato, un polisaccaride derivato dalle alghe.

"Abbiamo scelto questi materiali perché sono biocompatibili e ci consentono di regolare il comportamento di scorrimento dei gel risultanti, "dice Pang.

Utilizzando questi materiali, i ricercatori hanno creato un gel diradante che può essere iniettato e formare un cuscino stabile per più di un'ora, nei maiali. Ciò darebbe ai gastroenterologi molto più tempo per rimuovere eventuali polipi.

"Altrimenti, inietti la soluzione salina, poi cambi strumento, e quando sei pronto il tessuto è di nuovo piatto. Diventa davvero difficile asportare le cose in sicurezza, " dice Traverso.

Controllo della viscosità

Variando la composizione dei componenti del gel, i ricercatori possono controllare caratteristiche come la viscosità, che influenza la durata della stabilità del cuscino. Se fatto per durare più a lungo, questo tipo di gel iniettabile potrebbe essere utile per applicazioni come il restringimento del tratto gastrointestinale, che potrebbe essere usato per prevenire il reflusso acido o per aiutare con la perdita di peso facendo sentire le persone sazi. Potrebbe anche essere potenzialmente utilizzato per somministrare farmaci al tratto intestinale, dice Traverso.

I ricercatori hanno anche scoperto che il materiale non ha avuto effetti collaterali dannosi nei suini, e sperano di iniziare le sperimentazioni su pazienti umani entro i prossimi tre-cinque anni.

"Questo è qualcosa che pensiamo possa entrare nei pazienti abbastanza rapidamente, " Dice Traverso. "Siamo davvero entusiasti di andare avanti".

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