Pancreas artificiale bionico impiantabile. Grazie alla bioingegneria e biorobotica, l’obiettivo sembra più vicino

Diabete.com - Pancreas Artificiale Bionico Impiantabile

Con la consulenza del prof. Claudio Cobelli**, Università di Padova

Il progetto FORGET DIABETES (“Dimentica il diabete”) – coordinato dal prof. Claudio Cobelli, professore emerito di Bioingegneria all’Università di Padova e che coinvolge 7 centri Europei – punta sulla bioingegneria e biorobotica per la creazione di un pancreas artificiale impiantabile. Patrocinato per 4 milioni di euro dalla Commissione Europea, all’interno del Programma di ricerca in bioingegneria Future & Emerging Technologies Proactive (FET ProactiveHorizon 2020, Forget Diabetes si svilupperà nei prossimi quattro anni (dal 1° ottobre 2020 a marzo 2025, 54 mesi). Saranno anni decisivi per arrivare all’utilizzo clinico – anche da parte dei bambini con diabete tipo 1 – di questo pancreas artificiale, un sensore miniaturizzato impiantato nel peritoneo e una pompa rivoluzionaria impiantata per l’infusione di insulina nel peritoneo. Un progetto particolarmente innovativo, ne abbiamo parlato direttamente con il prof. Cobelli, e continueremo ad aggiornarci periodicamente sulle novità di questo pancreas artificiale.

FORGET DIABETES: un progetto molto ambizioso a partire dal nome…

Si, è un progetto particolarmente innovativo che vuole dare speranza, speranza concreta a chi soffre di diabete di tipo 1, una malattia cronica ancora senza una cura definitiva: in Italia colpisce circa 300.000 persone di cui circa 18.000 bambini.

  • Chi soffre di diabete di tipo 1 dipende dall’insulina.
  • Ogni anno deve effettuare 3000 punture del dito per il controllo della glicemia e circa 1800 iniezioni di insulina.
  • Ad ogni pasto, deve calcolare la dose di insulina da iniettarsi sulla base della quantità di carboidrati (Calcolo di CHO) che verrà consumata.

La tecnologia  per il diabete (sensori, pompe per insulina, modelli, algoritmi di controllo) ha fatto passi da gigante negli ultimi 10 anni  per migliorare la gestione quotidiana della malattia e la qualità di vita di chi ne soffre ma c’è ancora molto lavoro da fare.

… così all’avanguardia da ricevere un finanziamento dalla Commissione Europea

Siamo molto onorati di aver ricevuto un cospicuo contributo  – 4 milioni di euro – per finanziare questo rivoluzionario progetto, il primo in assoluto nel suo genere, dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Future & Emerging Technologies Proactive (FET Proactive) – Horizon 2020. Tale programma si rivolge rivolto a  proposte di  tecnologie rivoluzionarie e all’avanguardia, sviluppate in un contesto multidisciplinare al fine di fare emergere un eco-sistema innovativo basato su un nuovo paradigma tecnologico, e devono essere ad alto rischio/alto rendimento (high risk/high gain). Una bella sfida per noi, e speriamo di vincerla!

Che cosa prevede nella pratica il Progetto?

FORGETDIABETES introduce un approccio al trattamento del diabete tipo 1 radicalmente nuovo, grazie alla realizzazione di un Pancreas Invisibile Bionico (BIP), totalmente impiantato ed autonomo, immuno-ottimizzato.

Il progetto FORGET DIABETES prevede la realizzazione di un sistema integrato “sensore per glicemia + pompa per infusione di insulina” che per le dimensioni altamente miniaturizzate potrà essere impiantato all’interno dell’addome.

 

Un approccio radicalmente nuovo al diabete tipo 1

È vero, FORGET DIABETES inaugura un approccio all’avanguardia, impensabile per anni, molto innovativo al trattamento del diabete tipo 1 (T1D), sviluppando un pancreas bionico “invisibile” dall’esterno [Bionic Invisible Pancreas (BIP)**], impiantabile nell’addome, totalmente automatico, ottimizzato dal punto di vista immunologico.

Il pancreas bionico impiantato nell’addome ha come obiettivo il rilascio dell’insulina nel peritoneo (e non sottocutaneo), consentendo un controllo glicemico più rapido e più vicino al controllo fisiologico. Il numero di pazienti con diabete tipo 1 (TD1) è in continuo aumento, le stime parlano di  63-94 milioni di persone nel 2045. I pazienti con T1D richiedono insulina esogena, il che si traduce in un numero esorbitante di iniezioni: 100.000-500.000 nella vita di ogni singolo paziente.
Il Bionic Invisible Pancreas (BIP) libererà i soggetti con T1D da questa schiavitù e dal relativo carico psicologico. Il BIP diventerà una condizione di vita come indossare un paio di lenti a contatto, consentendo ai pazienti con diabete tipo 1 di migliorare notevolmente la propria qualità di vita. Investendo in iniziative come il progetto  FORGET DIABETES, l’Europa sarà in prima linea nelle innovazioni tecnologiche per il trattamento del T1D.

Verrà studiato l’impatto del sistema anche dal punto di vista psicologico?

Sì. Anche questo aspetto rafforza l’approccio innovativo di FORGET DIABETES. Nel progetto sono coinvolti psicologi ed esperti di scienze comportamentali che potranno valutare tutti i riflessi psicologici dell’uso di un pancreas bionico sia dal punto di vista del paziente che del diabetologo. Questo aspetto è stato valutato molto positivamente dalla Commissione. Sarà il primo studio a livello europeo a studiare in modo rigoroso anche questi aspetti.

Un grande risultato per la ricerca di bioingegneria diabetologica

Decisamente. L’Università di Padova, in cui si svilupperà il progetto, è all’avanguardia in ambito mondiale. Nei prossimi 4 anni, i ricercatori padovani lavoreranno in stretta collaborazione con i colleghi dell’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa per lo sviluppo di un pancreas artificiale completamente impiantabile per la cura del diabete tipo 1 (pancreas bionico).

Dr. Claudio CobelliPer lo sviluppo tecnologico del sistema, ho l’onore di coordinare un team interdisciplinare con i migliori esperti in micro-nano meccatronica, modellazione, ingegneria di controllo, biomateriali, endocrinologia, chirurgia e scienze comportamentali “assemblato” per sviluppare ciò che per decenni è stato considerato impossibile: un sistema integrato “sensore per glicemia + pompa per insulina” dalle dimensioni altamente miniaturizzate che ne consentono l’impianto all’interno dell’addome.”

La valenza europea del progetto è confermata da altre collaborazioni eccellenti

Collaboriamo con Istituzioni di grande prestigio scientifico e biotecnologico: il Dipartimento di Salute della Donna e del Bambino (DSDB) dell’Università di Padova e l’Istituto di Biorobotica della Scuola Sant’Anna di Pisa e WaveComm SME di Siena per gli sviluppi di bioingeneria; Lifecare, SME, Trondheim (Norvegia), per lo sviluppo del sensore glicemico miniaturizzato; il Centre Hospitalier Universitaire

de Montpellier (Francia), il Pfützner Science & Health Institute GmbH, Mannheim (Germania) e il Forschungsinstitut der Diabetes-Akademie Bad MergentheimBad (Germania) per gli sviluppi nell’animale e nell’uomo e la valutazione dell’impatto psicologico del sistema.

Il progetto FORGET DIABETES  nella sua globalità è coordinato dal Dipartimento per la Salute della Donna e del Bambino (DSDB) dell’Università di Padova, diretto dal Prof. Giorgio Perilongo. A conclusione del percorso di sviluppo tecnologico, il progetto consentirà allo staff della Diabetologia Pediatrica di Padova, diretta dal Dott. Carlo Moretti, di estendere la sperimentazione a bambini e adolescenti con diabete tipo 1.

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6 domande sul Pancreas Artificiale »

References

FORGETDIABETES: a radically new approach to diabetes treatment
A new FET project working on an Artificial automated pancreas for the treatment of type 1 diabetes.

FORGETDIABETES proposes radically new approach to diabetes treatment
FORGETDIABETES will develop an immuno-optimized, fully-implantable, fully-automated, artificial pancreas for intraperitoneal hormone delivery, enabling an optimal glycaemic control for type-1 diabetes patients.

Università degli Studi di Padova
Dalla Commissione Europea 4 milioni di euro a Padova per finanziare la ricerca in ambito diabetologico.

FET (Future and Emerging Technologies) Open
FET (Future and Emerging Technologies) Open is a scheme covering all topics and research areas. It aims at bringing together the brightest European minds at an early stage of research to pave the way for innovations, radical new ideas and novel technologies that challenge current thinking. FET Open is now part of the EIC Pathfinder pilot.

FET Proactive / EIC Pathfinder
FET Proactive nurtures emerging themes, seeking to establish a critical mass of European researchers in a number of promising exploratory research topics. FET Proactive is now part of the EIC Pathfinder pilot.

Enhanced European Innovation Council (EIC) pilot
The Enhanced EIC pilot supports top-class innovators, entrepreneurs, small companies and scientists with bright ideas and the ambition to scale up internationally. It brings together the parts of Horizon 2020 that provide funding, advice and networking opportunities for those at cutting edge of innovation.

Horizon 2020
Horizon 2020 is the biggest EU Research and Innovation programme ever with nearly €80 billion of funding available over 7 years (2014 to 2020) – in addition to the private investment that this money will attract. It promises more breakthroughs, discoveries and world-firsts by taking great ideas from the lab to the market.

 

** Claudio Cobelli è professore emerito di Bioingegneria presso l’Università di Padova. Dal 2000 al 2011 è stato presidente dei Corsi di Studio di Ingegneria Biomedica e del Dottorato di Ricerca di Bioingegneria.
La sua principale attività di ricerca è nel campo della modellistica e identificazione di sistemi fisiologici, in particolare del sistema glucosio-insulina  nel diabete. La sua ricerca è attualmente supportata da NIH, JDRF e Comunità Europea.
Ha pubblicato 565 articoli su riviste internazionali con referee, co-autore di 8 libri e detiene 10 brevetti con un h-index di 83 (Scopus) e 104 (Google). Attualmente è Associate Editor di IEEE Transaction on Biomedical Engineering e Journal of Diabetes Science & Technology.
Fa parte dell’Editorial Board di Diabetes Technology & Therapeutics.
Cobelli è stato presidente (1999-2004) dell’Italian Biomedical Engineering Group, president (1990-1993 e 1993-1996) dell’IFAC TC on Modeling and Control of Biomedical Systems e membro dell’IEEE EMBS AdCom Member (2008-2009). È membro (2019-2022) del Consiglio Superiore di Sanità del Ministero della Salute italiano. Nel 2010 ha ricevuto il Diabetes Technology Artificial Pancreas Research Award. È Fellow di IEEE e BMES.

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