Attualmente sono in fase di sviluppo farmaci che aiutano a prevenire la formazione di proteine ​​indesiderate o dannose per il trattamento di una serie di malattie, compreso il cancro. I farmaci sono basati su piccoli RNA interferenti, o siRNA, che sono pezzi di acidi nucleici che funzionano interferendo con la produzione di proteine. Ma portare questi farmaci al bersaglio giusto, come un tumore, rimane impegnativo perché i siRNA possono degradarsi rapidamente nel corpo, rendendo inefficiente la consegna sistemica. Possono anche avere qualche difficoltà ad entrare nelle celle dove svolgono il loro lavoro.

Eben Alsberg, il professore di bioingegneria e ortopedia Richard and Loan Hill presso l'Università dell'Illinois a Chicago, e colleghi riferiscono di un vettore a base di idrogel in grado di fornire siRNA direttamente dove sono necessari. Riportano i loro risultati in Progressi scientifici .

Altri ricercatori hanno avuto un certo successo nel collegare le molecole di siRNA con altri materiali per formare nanoparticelle che aiutano a prevenire la degradazione di siRNA e aiutano i farmaci a entrare nelle cellule. Ma i farmaci incorporati con nanoparticelle somministrati per via sistemica tendono ad avere bassi tassi di raggiungimento delle cellule mirate, che necessitano di dosi multiple per avere l'effetto desiderato, che aumenta il rischio di effetti collaterali negativi.

Gli idrogel biologicamente compatibili sono stati utilizzati per somministrare prodotti biologici o farmaci direttamente in aree specifiche del corpo. Un tappo o un foglio di idrogel infuso di farmaco può essere posizionato direttamente dove è necessario il farmaco, ad esempio in un'articolazione o in una rottura dell'osso, o addirittura iniettato.

Ma un problema è stato che i farmaci caricati negli idrogel spesso si diffondono rapidamente alle cellule e ai tessuti circostanti, fornendo un'esplosione iniziale di droga e non molto di più. Il rilascio può essere ritardato modificando la porosità dell'idrogel, la sua velocità di degradazione e armeggiando con l'affinità del farmaco per l'idrogel.

Alsberg insieme a Matthew Levy, professore associato di biochimica all'Albert Einstein College of Medicine, ei loro colleghi hanno sviluppato una strategia di idrogel unica che consente un maggiore controllo sul rilascio di siRNA nel tempo. Accoppiando chimicamente il siRNA all'idrogel tramite un linker che può degradarsi nel corpo, possono controllare il rilascio del farmaco. Quando l'idrogel viene posto in un ambiente a base d'acqua, come un organismo biologico, l'acqua rompe il legame tra il siRNA e l'idrogel, rilascio del farmaco. In questo tipo di sistema, il rilascio del farmaco è prolungato rispetto a quando il siRNA è solo fisicamente intrappolato all'interno dell'idrogel.

"Potremmo essere in grado di utilizzare questa tecnologia in futuro per, Per esempio, prevenire la produzione di alcune proteine ​​note per favorire determinate malattie, o per aiutare a trasformare le cellule staminali in cellule necessarie per riparare i tessuti danneggiati come ossa o cartilagini, "Ha detto Alsberg.