Un team di ricerca del Dipartimento di Farmacologia e Farmacia della Facoltà di Medicina LKS dell’Università di Hong Kong (HKUMed), in collaborazione con l’InnoHK Advanced Biomedical Instrumentation Centre (ABIC), ha sviluppato il primo “spray nasale a nanopolveri” al mondo. Questa innovazione supera con successo la difficoltà di attraversare la barriera emato-encefalica (BEE), consentendo la somministrazione di farmaci al cervello senza bisogno di iniezioni o interventi chirurgici. Se utilizzato tempestivamente alle prime fasi dell’ictus, lo spray nasale fornisce un trattamento di emergenza preospedaliero, contribuendo a risparmiare tempo, proteggendo così le cellule cerebrali e riducendo le complicanze. A lungo termine, ha il potenziale per diventare uno strumento di soccorso di emergenza a livello comunitario.
Si prevede che questa innovativa strategia di emergenza preospedaliera aumenterà sostanzialmente i tassi di sopravvivenza all’ictus e il recupero neurologico, rappresentando un significativo progresso nel trattamento delle malattie cerebrali a livello globale. L’innovazione è stata premiata con il “Gran Premio Speciale – Premio della Delegazione Cinese” e la “Medaglia d’Oro con le Congratulazioni della Giuria” alla 51ª Esposizione Internazionale delle Invenzioni di Ginevra. È stata inoltre un progetto vincitore di HKUMedXelerate 2025, una sfida per l’innovazione nel campo delle tecnologie sanitarie trasformative.
Spray nasale: risposta rapida, portatile e facile da usare
L’ictus ischemico è da tempo la seconda causa di morte e disabilità a livello mondiale, imponendo un onere globale annuo superiore a 890 miliardi di dollari ai sistemi sanitari e alla società. Gli attuali trattamenti standard si concentrano sulle terapie di riperfusione, tra cui la trombolisi endovenosa e la trombectomia meccanica. Tuttavia, la finestra terapeutica per un intervento efficace è estremamente ristretta.
Considerando la disomogeneità nell’accesso alle risorse mediche, i rigidi criteri di ammissibilità e i rischi legati al trattamento, oltre l’85% dei pazienti non riesce a ricevere cure tempestive. Anche quando il trattamento ha successo, più della metà non raggiunge un recupero funzionale ottimale. Pertanto, garantire un intervento tempestivo, efficace e sicuro entro la “finestra terapeutica ottimale” rimane una sfida fondamentale per la comunità medica internazionale.
Il team di ricerca ha impiegato oltre un decennio per sviluppare la piattaforma tecnologica “Nano-in-Micron” e l’ha successivamente utilizzata per creare lo “spray nasale NanoPowder”. La professoressa Aviva Chow Shing-fung, professoressa associata presso il Dipartimento di Farmacologia e Farmacia dell’HKUMed e co-ricercatrice principale presso l’ABIC, ha affermato: “Lo spray nasale si caratterizza per la sua rapidità d’azione, la portabilità e la facilità d’uso. Consente ai pazienti di ricevere una protezione precoce durante il trasporto in ospedale o persino all’interno della comunità, rallentando significativamente la morte delle cellule cerebrali in condizioni ischemiche e preservando efficacemente i tessuti cerebrali ancora vitali, guadagnando così tempo prezioso per i trattamenti successivi”.
La tecnologia delle polveri di dimensioni micrometriche supera la barriera emato-encefalica.
La professoressa Aviva Chow Shing-fung ha spiegato: “Il tasso di fallimento dei farmaci candidati che agiscono sul sistema nervoso centrale negli studi clinici supera il 90%, principalmente perché questi farmaci non riescono ad attraversare la barriera emato-encefalica e quindi non raggiungono il cervello per esercitare i loro effetti terapeutici”. Per affrontare questa sfida, il team di ricerca ha incapsulato agenti neuroprotettivi all’interno di nanoparticelle e ha utilizzato tecniche di ingegneria delle particelle per trasformarle in polveri inalabili di dimensioni micrometriche.
Lo spray nasale agisce attraverso quattro fasi chiave: inalazione, deposizione, deagglomerazione e rilascio. La polvere di dimensioni micrometriche viene inalata nella cavità nasale, dove si deposita efficacemente nell’area bersaglio. A contatto con il muco nasale, le particelle si deagglomerano rapidamente in nanoparticelle, che percorrono quindi il tragitto dal naso al cervello, bypassando la barriera emato-encefalica per rilasciare il farmaco direttamente nel cervello. Questa formulazione migliora significativamente l’efficacia e la velocità di rilascio del farmaco, offrendo una soluzione innovativa per il trattamento d’emergenza preospedaliero dell’ictus ischemico.
Riduzione dell’infarto ischemico di oltre l’80%.
Studi preclinici su animali hanno dimostrato che la somministrazione dello spray nasale entro 30 minuti dall’insorgenza dell’ictus può ridurre l’infarto ischemico di oltre l’80%, proteggendo efficacemente le funzioni neurologiche e motorie. Lo studio suggerisce che il farmaco potrebbe attenuare l’infiammazione cerebrale , prevenire l’apoptosi cellulare e preservare l’integrità della barriera emato-encefalica, fornendo così una protezione completa per i tessuti cerebrali e potenzialmente prolungando il tempo disponibile per il trattamento.
Il dottor Shao Zitong, ricercatore post-dottorato presso l’ABIC, ha sottolineato che questo approccio non intende sostituire i trattamenti ospedalieri esistenti, ma fungere da misura di supporto preospedaliero d’urgenza. Il suo obiettivo è quello di operare in sinergia con i sistemi medici attuali, fornendo un intervento precoce per ridurre l’entità del danno cerebrale e diminuire il rischio di morte e disabilità grave.
Il dottor Shao ha affermato: “Dopo un ictus, ogni secondo conta. Anche solo dieci minuti in più di neuroprotezione potrebbero determinare se un paziente sarà in grado di camminare o parlare in futuro. La svolta fondamentale di questa tecnologia risiede nello spostamento del trattamento dell’ictus dall’ambiente ospedaliero alla fase preospedaliera, consentendo la neuroprotezione anziché la semplice dissoluzione del coagulo o la trombectomia.”
Ampliamento delle applicazioni globali per le malattie neurologiche
Lo spray nasale NanoPowder ha dimostrato sicurezza ed efficacia attraverso esperimenti su cellule e animali. I prossimi passi prevedono l’approfondimento degli studi tossicologici e delle sperimentazioni cliniche, con l’obiettivo di rendere questo spray nasale disponibile in farmacie e comunità come prodotto di primo soccorso d’emergenza, diventando la prima linea di difesa per i pazienti colpiti da ictus. Il team di ricerca sta raccogliendo attivamente feedback da medici di pronto soccorso e neurologi per garantire che l’invenzione sia in linea con i protocolli di trattamento reali.
La piattaforma tecnologica “nano-in-micron” può essere applicata anche per la somministrazione di farmaci a piccole molecole, medicinali della medicina tradizionale cinese e farmaci biologici. Inoltre, ha il potenziale per trattare una serie di disturbi neurodegenerativi , come il morbo di Alzheimer, le malattie dei motoneuroni e le malattie infettive cerebrali come la meningite.
Informazioni sul team di ricerca
Il progetto di ricerca è stato guidato dalla Professoressa Aviva Chow Shing-fung, Professoressa Associata del Dipartimento di Farmacologia e Farmacia dell’HKUMed e Co-Responsabile del progetto presso l’ABIC, e dal Dott. Shao Zitong, Ricercatore Postdottorato presso l’ABIC.
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