USA

Robert Langer

Premio Balzan 2022 per biomateriali per la nanomedicina e l’ingegneria dei tessuti

Per la ricerca all’avanguardia sui biopolimeri e sui biomateriali e sulla loro sintesi, e per aver sviluppato il campo della nanomedicina, compresi i progressi relativi ai vaccini mRNA e all’ingegneria dei tessuti. Le sue scoperte rivoluzionarie hanno aperto la strada a innovazioni nel rilascio controllato di macromolecole con numerose applicazioni mediche.

Robert Langer è stato il primo a scoprire i principi che consentono di utilizzare i polimeri per il rilascio di un’ampia gamma di macromolecole, comprese alcune aventi peso molecolare di diversi milioni. Le sue scoperte hanno quindi permesso lo sviluppo di tecnologie per il rilascio lento di grandi molecole per scopi medici e di altro tipo. I suoi risultati sperimentali si scontravano con l’opinione prevalente a quel tempo nella comunità scientifica. Tuttavia, oggi è chiaro che le sue scoperte hanno aperto la strada a un campo che ha influenzato ampiamente e profondamente le cure mediche. Ogni anno, milioni di persone in tutto il mondo fanno uso di farmaci a rilascio controllato il cui fatturato annuo si misura oggi in miliardi di dollari. I sistemi polimerici di rilascio dei farmaci, fondati in gran parte sulle scoperte di Robert Langer, hanno permesso terapie farmacologiche che altrimenti non sarebbero state possibili e hanno ridotto la spesa sanitaria consentendo di somministrare con precisione quantità minime di farmaci per tempi prolungati, evitando allo stesso tempo complicazioni sistemiche.

I biopolimeri e i biomateriali hanno svolto un ruolo importante per la somministrazione e l’uso efficace dei composti biologici. Prima di Robert Langer, gli scienziati utilizzavano materiali “pronti per l’uso” per risolvere un problema biologico o medico, anche se non erano stati pensati per quell’uso, ad esempio lo stesso materiale utilizzato per i bustini femminili è stato utilizzato per i cuori artificiali grazie alle sue proprietà meccaniche; e materiali utilizzati per l’imbottitura dei materassi sono stati utilizzati anche per le protesi al seno. Egli ha proposto un nuovo approccio che ha fornito il primo quadro razionale per la creazione di biomateriali e biopolimeri ad uso specifico.

Robert Langer (e il suo collaboratore Joseph Vacanti) sono stati i primi a sviluppare sistemi a polimeri sintetici per consentire alle cellule di formare strutture tissutali specifiche, dando così vita al campo dell’ingegneria dei tessuti. Questa scoperta ha portato anche alla creazione di una nuova pelle artificiale che oggi viene utilizzata per i pazienti con ustioni e ulcere cutanee. Grazie a questo approccio, che potrebbe portare alla creazione di qualsiasi tessuto o organo del corpo e di organi e tessuti specifici su microchip, sono stati creati cartilagine, ossa, cornee, vasi sanguigni e midollo spinale sostitutivi umani. Ha anche scoperto il modo di utilizzare piccole molecole veicolate da gel che potenziano notevolmente la crescita di alcuni tipi di cellule staminali; molecole di questo tipo sono ora in fase di sperimentazione clinica per ripristinare l’udito. In una serie di otto articoli pubblicati sulla rivista Nature, lui e il suo collega di post-dottorato, Daniel Anderson, hanno chiarito le basi della fibrosi dei biomateriali e hanno sviluppato i primi materiali non fibrotici, che hanno poi utilizzato con successo per l’incapsulamento delle cellule.

Nel campo del rilascio controllato dei farmaci, ha proposto di utilizzare polimeri che presentano un’erosione superficiale, una proprietà che può proteggere le molecole instabili, oltre a consentire il rilascio graduale dei farmaci.

Robert Langer (e il compianto Judah Folkman) sono stati i primi a sviluppare particelle minuscole per proteggere e veicolare gli acidi nucleici, anche se all’epoca era ritenuto impossibile. Il loro approccio (che è stato migliorato da altri) è oggi alla base di tutti i vaccini mRNA.

Egli ha sviluppato le prime tecnologie per la somministrazione di molecole di grande peso molecolare utilizzando materiali avanzati che hanno portato a numerosi prodotti medici e non, tra cui nuovi trattamenti per il cancro come Lupron Depot, Zoladex e Gliadel, per le patologie cardiache come gli stent a rilascio di farmaco, per il diabete come il Bydureon. In tutt’altro campo, egli ha sviluppato prodotti per l’acquacoltura che promuovono la deposizione delle uova nei pesci.

Ha sintetizzato le prime nanoparticelle polimeriche a lunga circolazione, aprendo la strada alla nanomedicina, e i primi sistemi polimero-cellulari tridimensionali che costituiscono la base dell’ingegneria dei tessuti. Ciò ha permesso la creazione di nuova pelle, vasi sanguigni, riparazione del midollo spinale e organi e tessuti su microchip.

Le sue scoperte hanno permesso di superare il limite critico di molti potenziali nuovi farmaci e terapie (siRNA, mRNA, approcci di editing genomico), compresi i vaccini per i coronavirus, facilitandone la somministrazione in specifici tessuti umani. Le sue scoperte fondamentali e la ricerca di base sul trasporto di macromolecole all’interno di materiali costruiti su misura e sul loro rilascio, nonché la sintesi di nuovi materiali di questo genere, insieme alle innumerevoli applicazioni anch’esse sperimentate da Robert Langer, hanno già migliorato la vita di miliardi di persone.

Robert Langer è la persona più citata nei campi dell’ingegneria e della chimica nel corso della storia e uno dei tre ricercatori più citati in qualsiasi campo. È autore di oltre 1500 articoli (di cui oltre 200 pubblicati su Nature, Science e PNAS). È l’inventore di oltre 1000 brevetti concessi e di più di 500 in attesa, il numero più alto nella storia della medicina.

È stato eletto nelle quattro accademie degli Stati Uniti (the National Academy of Sciences, the National Academy of Engineering, the National Academy of Medicine, the National Academy of Inventors), e ha ricevuto sia la National Medal of Science che la National Medal of Technology and Innovation negli Stati Uniti. È stato insignito di numerosi altri premi (oltre 220), tra cui il Queen Elizabeth Prize for Engineering e il Millennium Technology Prize. Vanta 40 dottorati onorari. Il suo lavoro è stato ampiamente commercializzato. I suoi brevetti sono stati concessi in licenza o in sublicenza a più di 300 aziende e il suo laboratorio ha dato vita a circa 45 aziende biotecnologiche, tra cui Moderna, dove la sua tecnologia per la somministrazione di farmaci ha garantito la fornitura stabile di mRNA per una classe di vaccini completamente nuova. Molte altre delle aziende che hanno avuto origine dalle sue ricerche sono state quotate al NASDAQ e insieme rappresentano un valore di mercato di miliardi di dollari.

Un ritratto pubblicato su Nature nel 2009, intitolato Being Bob Langer, afferma che “ha fondato il campo della somministrazione di farmaci a rilascio controllato e dell’ingegneria dei tessuti”.

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