“Estamos ayudando a formar el coágulo,” afirma Erin Lavik, bioingeniera en la Universidad Case Weste de Cleveland, y director de la investigación.
Si logran tener éxito en las pruebas posteriores, los investigadores esperan que las nanopartículas podrían muy pronto ser inyectadas por paramédicos tras lesiones traumáticas, o en los campos de batalla. Los primeros tests de seguridad son prometedores, sin embargo el desarrollo de tratamientos de coagulación de sangre seguros ha sido todo un reto hasta ahora. “Hay un equilibrio entre los dos filos de la espada—sangrar demasiado y coagular demasiado,” afirma Mortimer Poncz, médico de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pennsylvania, en Philadelphia, y que no estuvo involucrado en la investigación. “Lo que no queremos es que se deje de sangrar en la pie a pero el paciente se muera de un ataque al corazón o un derrame.”
El sangrado incontrolado es una causa principal de muerte relacionada con episodios traumáticos. Los métodos existentes para detener las pérdidas de sangre están en gran parte limitados al tratamiento de heridas abiertas o para su uso en la sala de operaciones. Ninguno ha demostrado ser efectivo a la hora de contener el sangrado inte o antes de llegar al hospital.
Después de una lesión traumática, el cuerpo lanza su propia cascada de coagulación mediante la activación de las plaquetas. Estas células sanguíneas con forma de disco se transforman en células puntiagudas y pegajosas que se adhieren unas a otras además de a las moléculas en el sitio de la herida, formando un coágulo de sangre. Los médicos hoy día son capaces de estimular el proceso de coagulación mediante el uso de fármacos o materiales que incorporan moléculas de la cascada de coagulación. Uno de estos fármacos es NovoSeven, una proteína sintética derivada de un gen humano. Sin embargo este fármaco es enormemente caro, con un precio entre 10.000 y 30.000 dólares, y algunos cirujanos de trauma tienen dudas acerca de su efectividad.
Hasta ahora los intentos por simular las plaquetas no han tenido éxito. Los científicos han creado glóbulos rojos y proteínas específicas de la sangre para que se unan a las plaquetas, “pero este tipo de partículas se pueden acumular en las camas capilares, incrementando el potencial de que se den coágulos sanguíneos peligrosos,” afirma Lavik.
Lavik y su colaborador James Bertram, estudiante de postgrado en Yale, acaban de desarrollar una nanopartícula lo suficientemente pequeña para que fluya a través de los capilares si restricciones. También tiene el tipo de adhesión específica de las plaquetas. La partícula tienen alrededor de un tercio del tamaño de una plaqueta normal.
Cada partícula tiene un núcleo de polímero con una capa de glicol polietileno (PEG)—una molécula soluble en el agua que evita que se peguen unas a otras o a los vasos sanguíneos. Las moléculas PEG también tienen sobre ellas una secuencia péptida que se vincula a las plaquetas activadas. “Ya habíamos observado en la gente previamente que las plaquetas activadas se vinculan a esta secuencia, así que lo que hicimos fue optimizar su naturaleza química para exponer la molécula, presentándola ante las plaquetas activadas,” afirma Lavik, que fue reconocida por Technology Review como una de las Jóvenes Innovadoras TR35 en 2003.
nAl ser inyectadas en el flujo sanguíneo de ratas con un corte en la arteria femoral—la arteria de gran tamaño en los músculos del muslo—las nanopartículas lograron unir plaquetas activadas en el lugar de la lesión. El tratamiento redujo a la mitad el tiempo de sangrado en las ratas, pasando de cuatro minutos a dos, y demostró ser más efectivo que el uso de NovoSeven. La investigación fue publicada esta semana en la revista Science Translational Medicine.
Lavik afirma que los dos tratamientos podrían ser complementarios. NovoSeven, afirma, “funciona de modo que ayuda a la construcción de una red de malla de fibrina de importancia crítica para la formación del coágulo. Quizá las plaquetas sintéticas podrían empezar a construir el coágulo y el fármaco podría ayudar a estabilizarlo.”
“Suena como que tiene el potencial para se útil a la hora de controlar el sangrado en el campo de batalla,” afirma John Weisel, biólogo de la Escuela de Medicia de Penn, y que no estuvo involucrado en la investigación.
Los estudios iniciales sugieren que las nanopartículas son seguras, un problema de gran importancia para los tratamientos dedicados a la mejora de la coagulación de la sangre. Mediante el estudio de versiones de las nanopartículas etiquetadas de forma fluorescente, los investigadores descubrieron que las partículas se limpian fácilmente del cuerpo. Además las nanopartículas no se acumulan en los tejidos no lesionados, tales como los pulmones y los riñones, para formar coágulos peligrosos. En dosis muy altas—una concentración casi demasiado densa como para que se mueva a través de la jeringuilla, afirma Lavik—las partículas sí que provocaron problemas de respiración en algunos animales. Sin embargo no es necesario utilizar dosis así de altas para generar las ventajas asociadas con la coagulación de la sangre, afirma.
Sin embargo, es necesario llevar a cabo pruebas de larga duración antes de que las partículas se puedan utilizar en humanos. “Las investigaciones iniciales son muy prometedoras, pero el sistema humano es distinto del de una rata,” afirma Rutledge Ellis-Behnke, investigador de MIT. “Hay que tener cuidado para que no formen una capa dentro de los pulmones y reduzcan la cantidad de oxígeno que se transfiere a los glóbulos rojos.”
Los investigadores tienen previsto poner a prueba estas partículas en animales más grandes, que son más parecidos al sistema circulatorio humano, así como en distintos tipos de lesiones, tales como aquellas que simulan las lesiones por ráfaga tan particularmente comunes entre las tropas desplegadas en Irak y Afganistán.