Capsulight, una pillola smart led per la cura delle infezioni da Helicobacter pylori
Un microrganismo che colonizza gli esseri umani da almeno 58.000 anni2, che al momento infetta il 60,3% della popolazione mondiale5 e che, secondo l’Istituto Superiore di Sanità, è presente nello stomaco di ben 25 milioni di persone in Italia.
Parliamo di Helicobacter pylori (H. pylori) un batterio gram negativo colonizzatore, dell’epitelio gastrico, spesso fin dall’infanzia. H. pylori è causa di infezioni generalmente asintomatiche. Tuttavia, in alcune condizioni, può determinare l’insorgenza di gravi patologie infiammatorie come gastrite cronica, ulcere peptiche, duodenali e tumore gastrico.
Attualmente, questo microrganismo, sta destando forti preoccupazioni nella comunità scientifica. H. pylori, infatti, è l’unico batterio cancerogeno di tipo I secondo la classificazione IARC (International Agency for Research on Cancer) e sta mostrando una forte riduzione della risposta alle terapie antibiotiche a causa di un aumento delle resistenze a questi farmaci, incrementando così la sua pericolosità.1
Pillole smart, un’alternativa alle terapie tradizionali
Un’alternativa alla terapia antibiotica tradizionale potrebbe risiedere nelle nuove ‘’pillole intelligenti’’ o ‘’smart pills’’ dispositivi micro-elettromeccanici ingeribili, costituiti da biomateriali, dotati di un chip in grado di monitorare l’ambiente esterno rispondendo con opportune azioni.
Le pillole smart non si limitano a diagnosticare malattie come fanno le capsule endoscopiche da più di 20 anni, ora possono anche curarle dispensando miratamente principi attivi (Navicap), monitorando l’aderenza ai trattamenti farmacologici (Abilify) e trattando senza l’impiego di farmaci (Capsulight)4.
L’alternativa terapeutica, in studio, per l’eradicazione di H. pylori si basa sul principio della terapia fotodinamica (PDT) ed è costituita da una capsula luminosa ingeribile, Capsulight, brevettata da Probiomedica in un progetto tutto italiano.
Helicobacter pylori e le difficoltà di eradicazione
Il coinvolgimento di H. pylori in forme infiammatorie gastrointestinali fu ipotizzato, per la prima volta, dai medici australiani B.J. Marshall e J.R.Warren con la famosa pubblicazione sulla rivista The Lancet del ’94 dal titolo <<Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration>>.
A seguito di queste scoperte, il batterio venne ribattezzato da Campylobacter pyloridis in Helicobacter pylori.
Il genere di appartenenza suggerisce, infatti, la sua forma elicoidale mentre, il nome specifico, richiama la sede in cui si concentra maggiormente, il piloro, quell’orifizio mediante il quale l’antro gastrico comunica con il duodeno.
Sono proprio la sua conformazione spaziale e la produzione degli enzimi ureasi e anidrasi carbonica a permettere a H. pylori di insediarsi facilmente tra lo strato di muco e le cellule di rivestimento dello stomaco contribuendo a sfavorire il trattamento farmacologico.
La terapia standard per la cura delle infezioni da H. pylori prevede una combinazione di antibiotici e inibitori della pompa protonica (PPI) che, riducendo la secrezione acida gastrica, potenziano l’efficacia della terapia antimicrobica.
Tuttavia, gli antibatterici più comunemente impiegati (amoxicillina, claritromicina, metronidazolo e tetraciclina), stanno mostrando un serio problema di inefficacia terapeutica a causa della crescente resistenza agli antibiotici.
La terapia fotodinamica (PDT)
Fortunatamente, agli attuali limiti della farmacologia e della chimica farmaceutica viene in aiuto la fisica medica. La PDT sembrerebbe davvero efficace contro questo batterio.
H. pylori, infatti, produce naturalmente coproporfirina e protoforfirina IX, molecole fotoattive in grado di attivarsi in presenza di sorgente luminosa e provocare la morte del microrganismo.
Per ricorrere a un famoso esempio potremmo immaginarci H. pylori come il conte Dracula. Lo storico personaggio che ispirò il celebre romanzo di Bram Stoker soffriva in realtà di porfiria, una patologia che comporta un incremento della produzione di protoporfirina.
Questa molecola, accumulandosi nei globuli rossi e nella pelle, causa anemia. Da qui il pallore, e, a seguito di esposizione solare, causa insorgenza di gravissime lesioni cutanee per degenerazione delle cellule dell’epidermide.
Affinché possano avvenire queste reazioni, definite fotolitiche, è necessaria la concomitante presenza di luce, foto sensibilizzatori e ossigeno. Quest’ultimo elemento, rilasciando specie reattive, provoca il danno alla parete cellulare del batterio e conseguente morte per stress ossidativo.
In virtù della naturale presenza di ossigeno nella zona trattata, l’applicazione della terapia fotodinamica ha trovato inizialmente impiego attraverso l’utilizzo di gastroscopi modificati con fibre ottiche. Queste procedure hanno mostrato ottimi risultati nonostante gli evidenti svantaggi legati alle ripetute gastroscopie necessarie affinché la terapia risulti efficace.
La nascita di Capsulight
Acquisita consapevolezza dell’efficacia della PDT e prendendo ispirazione dall’applicazione ventennale dell’impiego di capsule endoscopiche è nata l’idea di una pillola robotica luminescente.
Questo progetto è stato realizzato con Capsulight nel 12.017 EU (2017 d.C.), da Probiomedica, la start up nata dall’Università di Firenze e dalla Scuola Sant’Anna di Pisa contribuendo, rispettivamente, in materia di fototerapia, biomedicina e miniaturizzazione robotica.
Per questa scoperta, Probiomedica si è aggiudicata anche il premio BioUpper nello stesso anno.
Capsulight è una capsula trasparente di policarbonato, delle dimensioni paragonabili a una normale capsula di circa 2,5 cm x 1 cm dotata di luci led rosse (625 nm) e blu (405 nm) in grado di attivarsi al pH acido dello stomaco e disattivarsi una volta raggiunto l’intestino.
Capsulight è sicura ed efficace?
Affermativo! Test in vitro hanno già dimostrato che Capsulight è in grado uccidere H. pylori con un’efficacia stimata al 96%.1 Studi preliminari in vivo, su esemplari di mini-pig hanno, invece, verificato l’effettivo funzionamento all’interno dello stomaco dell’animale e la sicurezza del dispositivo.
È stata confermata l’assenza di possibili danni macro o microscopici associabili a un ipotizzabile surriscaldamento o a forze meccaniche.3 Attualmente sono in programma test sugli esseri umani per valutare l’efficacia e la posologia adeguata. Tuttavia, sembrerebbe già possibile stimare una terapia eradicante di 4 capsule monouso in 8 giorni di trattamento considerando un’irradiazione di 30 minuti per somministrazione.4
Dal punto di vista economico si stima che i costi, per un ciclo terapeutico, saranno di circa 50-60 €, potenzialmente paragonabili a quelli della terapia antibiotica.1 Esclusa una spesa terapeutica eccessiva, Capsulight sembrerebbe essere più vantaggiosa rispetto alla cura antibiotica tradizionale e alla PDT con gastroscopi.
Tra i vantaggi è già possibile citare: facile somministrazione, non richiesta assistenza medica per l’assunzione, esclusione di effetti collaterali gravi e possibilità di somministrazione in pazienti che presentano infezioni resistenti agli antibiotici.
Buone speranze per il futuro
L’esito positivo degli studi preliminari ha posto solide speranze per un effettivo impiego clinico in futuro. Del resto, ‘’assumere Capsulght è semplice’’ ed è proprio ‘’come ingerire una normale capsula di antibiotico’’. La differenza la fanno i materiali. Da un lato luci led e microchip annessi in polimeri dell’acido carbonico e dall’altro granulati contenenti farmaci ed eccipienti a riempire capsule di cellulosa.
Chissà se l’assunzione di capsule robotiche verrà percepita positivamente o se ci sarà timore nei confronti di questa innovazione.
A tal proposito, sarà importante il ruolo del personale medico nel tranquillizzare le persone in cura spiegando come l’invasività di Capsulight sia inferiore rispetto a quella di un farmaco tradizionale.
Questa pillola smart, infatti, è indigeribile ed eliminata tal quale a differenza di una comune capsula che, in vivo, subisce processi di elaborazione come distribuzione ematica e metabolismo epatico.
Nella speranza di una buona aderenza terapeutica, non ci resta che augurarci un rapido inserimento di questo dispositivo nelle linee guida per il trattamento delle infezioni antibiotico resistenti da Helicobacter pylori.
Qui il sito del progetto: http://capsulight.com/
