Microtecnologie: quali opportunità per il drug delivery otologico?

Farmacocinetica: come far arrivare i farmaci all'Organo del Corti? Grazie alle microtecnologie potrebbe essere presto una realtà.

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Una delle sfide avveniristiche che la farmacocinetica, in campo otologico, si è sempre posta è rappresentata dall’accesso all’Organo del Corti. La distribuzione di un principio attivo direttamente alle cellule sensoriali uditive deve affrontare le difficoltà intrinseche nell’accesso diretto al sito di interesse senza, chiaramente, la distruzione dello stesso.

Due ricercatori del Rochester Institute of Technology di New York hanno da poco pubblicata una review su Current Opinion in Otolaryngology & Head and Neck Surgery, sul ruolo che le microtecnologie possono avere in campo farmacologico.

Nel loro lavoro i due autori analizzano i sistemi che comportano un controllo attivo e dinamico su serbatoi preposti al rilascio del farmaco, attraverso i quali si dovrebbe raggiungere una graduale e costante liberazione all’interno dei fluidi endococleari.

Uno di questi sistemi è rappresentato da vere e proprie micropipette ricaricabili impiantate nell’orecchio interno del soggetto. Sono costituite da un serbatoio, raggiungibile dall’esterno, che ha lo scopo di contenere il farmaco, un condensatore riempito con perilinfa artificiale, e attuatori elettromagnetici che effettuano un pompaggio controllato del farmaco.

Questo sistema funziona in modalità “push-pull” per consentire sia l’infusione sia il prelievo di fluido dal compartimento cocleare. Tuttavia, l’invasività del sistema ha finora limitato l’applicazione di questa tecnologia allo studio su cavie animali.

Un altro esempio è rappresentato da alcune tipologie di micropompe peristaltiche (PMP): offrono un flusso continuo di somministrazione e una elevata tolleranza alla contropressione. In pratica sono micropompe miniaturizzate, impiantabili e programmabili. Attraverso un sistema rotante motorizzato, alimentato a batteria e controllato in modalità wireless, somministrano il farmaco in maniera continuativa. Tuttavia, nonostante i test di biocompatibilità a lungo termine siano risultati positivi, anche in questo caso l’estrema invasività del sistema ha limitato l’applicazione al solo studio scientifico su cavie da laboratorio.

Una delle strade potenzialmente percorribile per l’implementazione nell’uomo si basa sulla somministrazione di farmaci attraverso gli array porta-elettrodi dell’impianto cocleare, i quali, prima di effettuare la chirurgia, vengono imbevuti da glucocorticoidi.

La somministrazione abbondante e soprattutto per lungo tempo di steroidi, neurotrofine e fattori di crescita potrebbe favorire la stessa trasmissione neurale del ganglio spirale con un netto miglioramento degli outcomes post-operatori: è stato visto infatti che se si dovessero impregnare gli array degli impianti cocleari per il 40% di un potente glucocorticoide, il desametasone, il suo graduale rilascio all’interno della coclea potrebbe favorire sia l’inibizione dell’osteogenesi, sia la riduzione della perdita di neuroni gangliari.

Uno studio con questa tipologia di impianto cocleare “sperimentale” ha dimostrato su 10 soggetti che le impedenze degli elettrodi risultavano inferiori per le regioni cocleari basali, medie e apicali rispetto al gruppo di controllo, per un periodo fino a 24 mesi dopo la chirurgia, dimostrando l’effettivo beneficio clinico-funzionale degli impianti cocleari a rilascio di steroidi.

Un’ulteriore ipotesi è la via trans-timpanica, vale a dire attraverso l’orecchio medio. Diversi studi hanno dimostrato che, con l’utilizzo di ultrasuoni, è possibile migliorare la permeabilità delle membrane della finestra rotonda e della finestra ovale e, applicando dei microneedle, applicatori microscopici utilizzati appunto per la somministrazione di farmaci, è possibile che il principio attivo raggiunga direttamente i liquidi cocleari.

Nonostante gli studi sull’uomo siano limitati nella valutazione di outcomes a lungo termine e soprattutto per l’impatto psicologico che possono generare, la ricerca non può farsi sfuggire l’opportunità di sfruttare al meglio il ruolo che le microtecnologie possono avere anche in capo otologico.

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Fonte
Forouzandeh, Farzad; Borkholder, David A. Microtechnologies for inner ear drug delivery. Current Opinion in Otolaryngology & Head and Neck Surgery: October 2020 – Volume 28 – Issue 5 – p 323-328

Vincenzo Grancagnolo
Vincenzo Grancagnolo
Dottore in Tecniche Audioprotesiche, Catania