I ricercatori hanno ideato un cerotto medicato per la pelle che può trasformare localmente il grasso bianco che immagazzina energia in grasso bruno che brucia energia aumentando il metabolismo generale del corpo. Il cerotto potrebbe essere usato per bruciare sacche di grasso indesiderato come le "maniglie dell'amore" e trattare disturbi metabolici come obesità e diabete, secondo i ricercatori del Columbia University Medical Center (CUMC) e dell'Università del North Carolina.

Le scoperte, da esperimenti sui topi, sono stati pubblicati online oggi in ACS Nano .

Gli esseri umani hanno due tipi di grasso. Il grasso bianco immagazzina l'energia in eccesso in grandi goccioline di trigliceridi. Il grasso bruno ha goccioline più piccole e un numero elevato di mitocondri che bruciano i grassi per produrre calore. I neonati hanno una relativa abbondanza di grasso bruno, che protegge dall'esposizione al freddo. Ma dall'età adulta, la maggior parte del grasso bruno viene persa.

Per anni, i ricercatori hanno cercato terapie in grado di trasformare il grasso bianco di un adulto in grasso bruno, un processo chiamato imbrunimento, che può avvenire naturalmente quando il corpo è esposto a temperature fredde, come trattamento per l'obesità e il diabete.

"Ci sono diversi farmaci clinicamente disponibili che promuovono l'imbrunimento, ma tutto deve essere somministrato come pillole o iniezioni, ", ha affermato il co-leader dello studio Li Qiang, dottorato di ricerca, assistente professore di patologia e biologia cellulare presso CUMC. "Questo espone l'intero corpo alla droga, che può portare a effetti collaterali come disturbi di stomaco, aumento di peso, e fratture ossee. Il nostro cerotto sembra alleviare queste complicazioni somministrando la maggior parte dei farmaci direttamente al tessuto adiposo".

Per applicare il trattamento, i farmaci vengono prima racchiusi in nanoparticelle, ciascuno di circa 250 nanometri (nm) di diametro, troppo piccolo per essere visto ad occhio nudo. (In confronto, un capello umano è circa 100, 000 nm di larghezza.) Le nanoparticelle vengono quindi caricate in un cerotto di pelle di un centimetro quadrato contenente dozzine di aghi microscopici. Quando applicato sulla pelle, gli aghi perforano senza dolore la pelle e rilasciano gradualmente il farmaco dalle nanoparticelle nel tessuto sottostante.

"Le nanoparticelle sono state progettate per trattenere efficacemente il farmaco e poi collassare gradualmente, rilasciandolo nei tessuti vicini in modo prolungato invece di diffondere rapidamente il farmaco in tutto il corpo, " ha detto il progettista di patch e co-leader dello studio Zhen Gu, dottorato di ricerca, professore associato di ingegneria biomedica congiunta presso l'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill e la North Carolina State University.

Il nuovo approccio terapeutico è stato testato su topi obesi caricando le nanoparticelle con uno dei due composti noti per promuovere l'imbrunimento:rosiglitazone (Avandia) o agonista del recettore beta-adrenergico (CL 316243) che funziona bene nei topi ma non nell'uomo. A ciascun topo sono stati dati due cerotti, uno caricato con nanoparticelle contenenti farmaco e un altro senza farmaco, che sono stati posizionati su entrambi i lati dell'addome inferiore. Nuovi cerotti sono stati applicati ogni tre giorni per un totale di quattro settimane. Ai topi di controllo sono stati dati anche due cerotti vuoti.

I topi trattati con uno dei due farmaci hanno avuto una riduzione del 20% di grasso sul lato trattato rispetto al lato non trattato. Avevano anche livelli di glucosio nel sangue a digiuno significativamente più bassi rispetto ai topi non trattati.

Prove in condizioni normali, topi magri hanno rivelato che il trattamento con uno dei due farmaci ha aumentato il consumo di ossigeno degli animali (una misura dell'attività metabolica complessiva) di circa il 20% rispetto ai controlli non trattati.

Le analisi genetiche hanno rivelato che il lato trattato conteneva più geni associati al grasso bruno rispetto al lato non trattato, suggerendo che i cambiamenti metabolici osservati e la riduzione del grasso erano dovuti ad un aumento dell'imbrunimento nei topi trattati.

"Molte persone saranno senza dubbio entusiaste di apprendere che potremmo essere in grado di offrire un'alternativa non invasiva alla liposuzione per ridurre le maniglie dell'amore, " dice il dottor Qiang. "Ciò che è molto più importante è che il nostro cerotto può fornire un mezzo sicuro ed efficace per trattare l'obesità e i relativi disturbi metabolici come il diabete".

Il cerotto non è stato testato sull'uomo. I ricercatori stanno attualmente studiando quali farmaci, o una combinazione di farmaci, funzionano meglio per promuovere l'imbrunimento localizzato e aumentare il metabolismo generale.

Lo studio è intitolato, "Imbrunimento del tessuto adiposo localmente indotto da Microneedle Patch per il trattamento dell'obesità".