Durante casi dos décadas, Los cardiólogos han buscado formas de detectar coágulos de sangre peligrosos antes de que causen ataques cardíacos.

Ahora, Los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis informan que han diseñado nanopartículas que encuentran coágulos y los hacen visibles para un nuevo tipo de tecnología de rayos X.

Según Gregory Lanza, MARYLAND, Doctor, un cardiólogo de la Universidad de Washington en el Barnes-Jewish Hospital, Estas nanopartículas eliminarán las conjeturas a la hora de decidir si una persona que llega al hospital con dolor en el pecho en realidad está sufriendo un ataque cardíaco.

"Todos los años, millones de personas acuden a la sala de emergencias con dolor en el pecho. Para algunos de ellos sabemos que no es su corazón. Pero para la mayoría no estamos seguros "dice Lanza, profesor de medicina. Cuando haya alguna duda, el paciente debe ser ingresado en el hospital y someterse a pruebas para descartar o confirmar un infarto.

"Esas pruebas cuestan dinero y llevan tiempo, "Dice Lanza.

En lugar de pasar la noche para asegurarse de que el paciente esté estable, esta nueva tecnología podría revelar la ubicación de un coágulo de sangre en cuestión de horas.

CT espectral

Las nanopartículas están diseñadas para usarse con un nuevo tipo de escáner CT que es capaz de "ver" metales en color. La nueva tecnología, llamado CT espectral, utiliza el espectro completo del haz de rayos X para diferenciar objetos que serían indistinguibles con un escáner de TC normal que solo ve en blanco y negro.

Lanza dice que el nuevo escáner aprovecha la misma física que usan los astrónomos para observar la luz de una estrella y saber qué metales contiene.

"Están mirando el espectro de rayos X, y el espectro de rayos X les dice qué metales hay allí, ", dice." Eso es exactamente lo que hacemos ".

Nanopartículas de bismuto

En este caso, el metal en cuestión es bismuto. Dipanjan Pan, Doctor, profesor asistente de investigación de medicina, diseñó una nanopartícula que contiene suficiente bismuto para ser vista por el escáner CT espectral.

"Cada nanopartícula contiene un millón de átomos de bismuto, ", Dice Lanza. Dado que la TC es una técnica de imagen relativamente insensible, esta gran cantidad de metal es necesaria para que las partículas sean visibles para el escáner.

Pero el bismuto es un metal pesado tóxico, Pan dice. No se puede inyectar en el cuerpo por sí solo. En lugar de, Pan usó un compuesto hecho de átomos de bismuto unidos a cadenas de ácidos grasos que no pueden separarse en el cuerpo. Luego disolvió este compuesto en un detergente y encapsuló la mezcla en una membrana de fosfolípidos. Al igual que las gotas de aceite suspendidas en una vinagreta agitada, estas partículas se autoensamblan con el compuesto de bismuto en el núcleo.

Como Pan mostró en un modelo de ratón, El diseño de las nanopartículas también permite que el cuerpo las separe y libere el compuesto de bismuto interno de forma segura.

Una vez que las nanopartículas llevaban suficiente bismuto para ser visibles para el escáner, Pan agregó una molécula a la superficie de las partículas que busca una proteína llamada fibrina. La fibrina es común en los coágulos de sangre, pero no se encuentra en ninguna otra parte de la vasculatura.

"Si tiene un ataque cardíaco, el revestimiento de la arteria coronaria se ha roto, y se está formando un coágulo para repararlo, "Dice Lanza." Pero ese coágulo está empezando a estrechar el vaso para que la sangre no pueda pasar. Ahora tenemos una nanopartícula que verá ese coágulo ".

Una imagen de TC espectral con las nanopartículas de bismuto dirigidas a la fibrina proporcionará la misma información que una imagen tradicional de TC en blanco y negro. pero la fibrina en cualquier coágulo de sangre se mostrará de un color, como amarillo o verde, resolviendo el problema de la interferencia de calcio común a los escáneres CT tradicionales.

El escáner de TC espectral utilizado en este estudio sigue siendo un instrumento prototipo, desarrollado por Philips Research en Hamburgo, Alemania. Las nanopartículas solo se han probado en conejos y otros modelos animales, pero los primeros resultados muestran éxito en distinguir los coágulos sanguíneos de la interferencia del calcio.

Salvando vidas

Más que simplemente confirmar un infarto, las nuevas nanopartículas y el escáner de TC espectral pueden mostrar la ubicación exacta de un coágulo.

Hoy dia, incluso si los médicos determinan que el paciente está sufriendo un ataque cardíaco, no pueden localizar el coágulo sin admitir al paciente en el laboratorio de cateterismo cardíaco, insertando un tinte y buscando arterias estrechas llenas de placa que pudieran abrir con stents. Pero Lanza dice que buscar arterias estrechas no resuelve todos los problemas.

"Los que tienen aberturas muy estrechas no son los que preocupan, ", Dice Lanza." Los encontramos en el laboratorio de cateterismo cardíaco y los abrimos ".

Lo preocupante es que la sangre fluya libremente por las arterias, pero hay una placa inestable en la pared de la arteria, lo que Lanza llama "enfermedad de grado moderado".

"La mayoría de los ataques cardíacos o derrames cerebrales se deben a una enfermedad de grado moderado que se rompe y de repente bloquea una arteria, "Dice Lanza." Es lo que le pasó al periodista de NBC Tim Russert. Necesita algo que le diga que hay placa rota incluso cuando el vaso no es muy estrecho ".

Dado que esta nanopartícula encuentra y se adhiere a la fibrina en los vasos, permitiría a los médicos ver problemas que antes eran difíciles o imposibles de detectar.

Con esta técnica de imagen, Lanza predice nuevos enfoques para tratar la enfermedad coronaria. La placa inestable que no restringe mucho el flujo sanguíneo no requiere un stent costoso para mantener abierto el vaso. En lugar de, Lanza prevé tecnologías que podrían actuar como curitas, Sellado de puntos débiles en las paredes de los vasos.

"Hoy dia, no sabrías dónde poner la tirita, ", Dice Lanza." Pero las imágenes de TC espectral con nanopartículas de bismuto mostrarían la ubicación exacta de los coágulos en los vasos, lo que permite prevenir la peligrosa rotura de la placa inestable ".