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Los sintéticos detienen el sangrado
Se ha demostrado que las nanopartículas diseñadas para imitar la capacidad de coagulación de las plaquetas sanguíneas reducen rápidamente el sangrado en roedores con arterias cortadas. Las partículas sintéticas, que se adhieren a las propias plaquetas del cuerpo, detienen el sangrado de manera más efectiva que un fármaco de coagulación que se usa actualmente para detener la pérdida incontrolada de sangre. Estamos ayudando a formar el coágulo, dice Erin Lavik , bioingeniero de la Universidad Case Western en Cleveland, quien dirigió la investigación.
Coagulando coágulos: Aquí se ve una sección transversal del coágulo después de una lesión en la arteria femoral. Las células musculares se muestran en azul; Las nanopartículas que están diseñadas para unirse a las plaquetas para mejorar la coagulación de la sangre se muestran en verde.
Si tienen éxito en más pruebas, los investigadores esperan que las nanopartículas puedan ser inyectadas algún día poco después de una lesión traumática por los paramédicos o en el campo de batalla. Las primeras pruebas de seguridad son prometedoras, pero el desarrollo de tratamientos seguros para la coagulación de la sangre ha sido un desafío. Hay un equilibrio entre los dos filos de la espada: sangra demasiado y se coagula demasiado, dice Mortimer Poncz , médico de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pensilvania, en Filadelfia, que no participó en la investigación. No quiere dejar de sangrar en la pierna, sino morir de un ataque cardíaco o sufrir un derrame cerebral.
El sangrado incontrolado es una de las principales causas de muerte relacionada con el trauma. Los métodos existentes para detener la pérdida de sangre se limitan en gran medida al tratamiento de heridas abiertas o para su uso en el quirófano. Ninguno ha demostrado ser eficaz para detener las hemorragias internas antes de llegar al hospital.
Después de una lesión traumática, el cuerpo lanza su propia cascada de coagulación activando las plaquetas. Estas células sanguíneas en forma de disco se transforman en células puntiagudas y pegajosas que se adhieren entre sí y a moléculas en el sitio de la lesión, formando un coágulo de sangre. Los médicos ya pueden mejorar el proceso de coagulación con medicamentos o materiales que incorporan moléculas en la cascada de coagulación. Uno de esos fármacos es NovoSeven, una proteína sintética derivada de un gen humano. Pero este medicamento es enormemente caro, cuesta entre $ 10,000 y $ 30,000, y algunos cirujanos de trauma cuestionan su efectividad.
Hasta ahora, los intentos de imitar las propias plaquetas no han tenido éxito. Los científicos han diseñado glóbulos rojos y proteínas específicas de la sangre para que se unan a las plaquetas, pero esas partículas pueden acumularse en los lechos capilares, aumentando el potencial de [coágulos sanguíneos peligrosos], dice Lavik.
Lavik y su colaborador James Bertram, un estudiante de posgrado en Yale, han desarrollado ahora una nanopartícula lo suficientemente pequeña como para fluir a través de los capilares sin restricciones. También tiene la pegajosidad específica de las plaquetas. La partícula tiene aproximadamente un tercio del tamaño de una plaqueta normal.
Cada partícula tiene un núcleo de polímero que está recubierto con polietilenglicol (PEG), una molécula soluble en agua que evita que se peguen entre sí o a los vasos sanguíneos. Las moléculas de PEG también están cubiertas con una secuencia de péptidos que se une a las plaquetas activadas. Las personas habían demostrado anteriormente que las plaquetas activadas se unen a [esta secuencia], por lo que optimizamos la química para exponer la molécula, presentándolas a las plaquetas activadas, dice Lavik, quien fue reconocido por Revisión de tecnología como Joven Innovador TR35 en 2003.
Cuando se inyectan en el torrente sanguíneo de ratas con un corte en la arteria femoral, la arteria grande en los músculos del muslo, las nanopartículas se unen a las plaquetas activadas en el sitio de la lesión. El tratamiento redujo a la mitad el tiempo de sangrado en las ratas de unos cuatro minutos a dos, demostrando ser más eficaz que NovoSeven. La investigación fue publicada esta semana en la revista Medicina traslacional de la ciencia .
Lavik dice que los dos tratamientos podrían resultar complementarios. NovoSeven, dice, trabaja para ayudar a construir la red de malla de fibrina que es fundamental para la formación de coágulos. Quizás las plaquetas sintéticas podrían ayudar a comenzar a formar el coágulo y el medicamento podría ayudar a estabilizarlo.
Parece que tiene el potencial de ser útil para controlar el sangrado en el campo de batalla, dice John Weisel , biólogo de la Facultad de Medicina de Penn, que no participó en la investigación.
Los primeros estudios sugieren que las nanopartículas son seguras, un problema importante para los tratamientos que mejoran la coagulación de la sangre. Al estudiar versiones de las nanopartículas etiquetadas con fluorescencia, los investigadores encontraron que las partículas se eliminan fácilmente del cuerpo. Y las partículas no se acumulan en el tejido sano, como los pulmones o los riñones, para formar coágulos peligrosos. En dosis muy altas, una concentración casi demasiado espesa para moverse a través de la jeringa, dice Lavik, las partículas desencadenaron problemas respiratorios en algunos animales. Pero una dosis tan alta no es necesaria para generar beneficios de coagulación sanguínea, dice ella.
Sin embargo, se necesitan pruebas exhaustivas antes de que las partículas se puedan usar en humanos. La investigación preliminar parece muy prometedora, pero el sistema humano es diferente al de una rata, dice Rutledge Ellis-Behnke, investigadora del MIT. Se debe tener cuidado de que no cubran el interior de los pulmones y reduzcan la cantidad de transferencia de oxígeno a los glóbulos rojos.
Los investigadores planean probar las partículas en animales más grandes, que se aproximan más al sistema circulatorio humano, así como en diferentes tipos de lesiones, como las que imitan las lesiones por explosión que son particularmente comunes entre las tropas en Irak y Afganistán.