Pillole, capsule e tecnologie robotiche per migliorare l’assorbimento intestinale dei farmaci

La via di somministrazione orale dei medicinali è la più pratica, economica e diffusa in medicina. I farmaci in forma solida sono in genere più stabili, possono essere conservati a temperatura ambiente e permettono al paziente di gestire autonomamente la propria terapia a domicilio, rendendo più facile l’aderenza al trattamento. Non tutti i principi attivi, però, si prestano a questa modalità di assunzione. La ricerca scientifica sta lavorando da anni a tecnologie che permettano di implementare la somministrazione orale di farmaci che attualmente vengono ancora somministrati per iniezione, studiando innovazioni come le capsule “intelligenti” o approcci che sfruttino le nanotecnologie.

Il percorso che un farmaco compie dal momento dell’ingestione per bocca fino all’assorbimento nel circolo sanguigno è disseminato di ostacoli biologici. Nello stomaco deve resistere all’ambiente fortemente acido e all’azione degli enzimi digestivi. Una volta raggiunto l’intestino tenue, sede principale dell’assorbimento, si trova di fronte ad altre sfide: ulteriori enzimi degradativi, l’azione del microbiota intestinale e, soprattutto, lo strato di muco che riveste la parete intestinale. Si tratta di uno strato denso e viscoso che ha funzione protettiva, volta a impedire l’adesione di batteri patogeni all’epitelio intestinale, che però ostacola anche il passaggio di molti farmaci. Tutte queste barriere possono ridurre drasticamente la biodisponibilità, cioè la percentuale di principio attivo che entra effettivamente nel circolo sanguigno nella sua forma attiva fino a raggiungere il bersaglio d’azione.

Per questa ragione, per molti farmaci la via di somministrazione preferenziale è l’iniezione. La limitazione riguarda in particolare l’intera categoria dei farmaci biologici, che include molte proteine ricombinanti e terapie come gli anticorpi monoclonali. Molti di questi trattamenti sono antitumorali, per cui si tratta di una delle frontiere più rilevanti e promettenti delle terapie oncologiche e di altre malattie croniche.

A settembre 2022 alcuni ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston hanno pubblicato sulla rivista Science Robotics i risultati di una soluzione originale: la capsula robotica denominata RoboCap, progettata per superare meccanicamente le barriere intestinali, aumentando così la biodisponibilità dei farmaci assunti per via orale. Questo strumento, dalle dimensioni di una classica capsula, presenta un “vano cargo” per il farmaco e un rivestimento gelatinoso protettivo. Quando raggiunge lo stomaco, l’acido gastrico dissolve il rivestimento esterno, mentre la variazione di pH all’ingresso dell’intestino attiva un piccolo motore interno e il dispositivo inizia così a ruotare. La superficie esterna della capsula è caratterizzata da una geometria elicoidale con microstrutture che interagiscono con la mucosa intestinale. Con ogni rotazione, le micropunte raschiano meccanicamente lo strato di muco, liberando la superficie sottostante. Al contempo, il vano contenente il farmaco si erode, rilasciando il principio attivo direttamente sull’epitelio esposto. L’intera fase di attività dura circa 35 minuti, dopodiché la capsula prosegue il proprio transito nel tratto gastrointestinale, da cui è eliminata naturalmente.

I ricercatori hanno ottenuto risultati molto promettenti in sperimentazioni di RoboCap, contenente insulina o l’antibiotico vancomicina, in animali di laboratorio, in particolare nei suini, il cui apparato digerente è per molti aspetti simile a quello umano. Secondo i ricercatori la biodisponibilità è aumentata di 20-40 volte rispetto alla somministrazione orale convenzionale e il transito del dispositivo non ha causato danni ai tessuti gastrointestinali. Nel 2023, la società Suono Bio ha ottenuto un accordo di opzione esclusiva con il MIT sulla proprietà intellettuale di RoboCap, un passo in avanti verso la potenziale commercializzazione della capsula robotica, che tuttavia rimane attualmente in fase preclinica. Ora la capsula dovrà superare sperimentazioni cliniche con esseri umani prima di poter essere considerata per l’uso clinico.

Sono diverse le linee di ricerca per migliorare l’assorbimento intestinale. Alcune di esse hanno anche già raggiunto la fase di sperimentazione clinica negli esseri umani.

• RaniPill: l’azienda statunitense Rani Therapeutics ha sviluppato una capsula “intelligente” che, invece di rimuovere il muco, inietta il farmaco direttamente attraverso la parete intestinale tramite microaghi che penetrano nell’epitelio senza causare danni permanenti. Attualmente Rani Therapeutics ha completato due studi clinici di fase I, uno con il farmaco analogo del paratormone, usato nel trattamento dell’osteoporosi, e uno con ustekinumab, un anticorpo monoclonale per il trattamento della psoriasi, mostrando in entrambi i casi una biodisponibilità comparabile alla via sottocutanea. All’inizio del 2026 l’azienda ha avviato anche uno studio clinico di fase I per valutare la somministrazione orale di un farmaco per il trattamento dell’obesità tramite la pillola robotica.
• Nanotecnologie: in un altro tipo di approccio alcuni ricercatori hanno utilizzato sistemi di trasporto a base di nanoparticelle costruite con polimeri, lipidi o altri materiali, progettate per proteggere il farmaco dall’ambiente gastrico, attraversare lo strato di muco intestinale e rilasciare il principio attivo in modo controllato. In campo oncologico sono state studiate le capsule Eudracap per il trattamento del cancro colorettale. Sono capsule a rilascio intestinale costituite da polimeri sensibili al pH del colon, che hanno l’obiettivo di rilasciare il farmaco direttamente nel tratto intestinale interessato.
• Capsule a rilascio liquido: in studi preclinici dello stesso laboratorio del MIT che ha sviluppato RoboCap, gli scienziati hanno mostrato che capsule “intelligenti” contenenti il farmaco in forma liquida sono in grado di rilasciare dosi clinicamente rilevanti di diversi farmaci biologici, tra cui anticorpi monoclonali usati in oncologia e reumatologia.

Il problema della biodisponibilità orale ha un’importanza particolare in oncologia. La maggior parte dei farmaci biologici di nuova generazione (anticorpi monoclonali, inibitori dei checkpoint immunitari, farmaci anticorpo-coniugati) viene somministrata per via endovenosa o sottocutanea, con implicazioni pratiche importanti sia per i pazienti sia per il servizio sanitario. Infatti, tutti rendono necessario ai pazienti di accedere periodicamente alle strutture ospedaliere per la terapia, e le infusioni prolungate richiedono un’assistenza sanitaria qualificata. La possibilità di convertire tali terapie in forme orali rappresenterebbe dunque un vantaggio significativo in termini di qualità della vita, aderenza terapeutica e costi sanitari.

Nonostante i risultati incoraggianti, la maggior parte di queste tecnologie si trova ancora in fasi iniziali di sviluppo. Le sfide che rimangono riguardano la scalabilità produttiva, la riproducibilità e la valutazione del rapporto tra costi e benefici in contesti clinici reali. Il campo rimane comunque uno dei più dinamici della farmacologia sperimentale: l’integrazione tra ingegneria dei materiali, robotica miniaturizzata, nanotecnologie e intelligenza artificiale sta producendo soluzioni sempre più sofisticate, con ricadute potenziali su un’ampia gamma di patologie croniche, tra cui il diabete, le malattie infiammatorie e il cancro.