Se pueden formar coágulos de sangre potencialmente mortales en cualquier persona que se siente en un avión durante mucho tiempo, está confinado a la cama mientras se recupera de la cirugía, o toma ciertos medicamentos.

No existe una forma rápida y sencilla de diagnosticar estos coágulos. que a menudo permanecen sin ser detectados hasta que se liberan y causan un derrame cerebral o un ataque cardíaco. Sin embargo, La nueva tecnología del MIT pronto podría cambiar eso:un equipo de ingenieros ha desarrollado una forma de detectar coágulos de sangre mediante una simple prueba de orina.

El diagnóstico no invasivo, descrito en un número reciente de la revista ACS Nano , se basa en nanopartículas que detectan la presencia de trombina, un factor clave de la coagulación de la sangre.

Un sistema de este tipo podría utilizarse para controlar a los pacientes con alto riesgo de formación de coágulos sanguíneos, dice Sangeeta Bhatia, autor principal del artículo y profesor de bioquímica John and Dorothy Wilson.

"Algunos pacientes tienen más riesgo de coagulación, pero los análisis de sangre existentes no son capaces de detectar consistentemente la formación de nuevos coágulos, "dice Bhatia, quien también es miembro asociado senior del Broad Institute y miembro del Instituto Koch de Investigación Integrativa del Cáncer del MIT y del Instituto de Ingeniería Médica y Ciencia (IMES).

Los autores principales del artículo son Kevin Lin, un estudiante de posgrado en ingeniería química, y Gabriel Kwong, un postdoctorado en IMES. Otros autores son Andrew Warren, un estudiante de posgrado en Ciencias y Tecnología de la Salud (HST), y el ex postdoctorado de HST David Wood.

Detección de trombina

La coagulación de la sangre se produce por una compleja cascada de interacciones proteicas, culminando en la formación de fibrina, una proteína fibrosa que sella las heridas. El último paso de este proceso, la conversión de fibrinógeno en fibrina, está controlado por una enzima llamada trombina.

Las pruebas actuales de coagulación sanguínea son muy indirectas, Dice Bhatia. Uno, conocida como la prueba del dímero D, busca la presencia de subproductos de fibrina, lo que indica que se está descomponiendo un coágulo, pero no detectará su formación inicial.

Bhatia y sus colegas desarrollaron su nueva prueba basada en una tecnología que informaron por primera vez el año pasado para la detección temprana del cáncer colorrectal. "Nos dimos cuenta de que la misma tecnología funcionaría para los coágulos de sangre, ", dice." Así que hicimos la prueba que habíamos desarrollado antes, que es una nanopartícula inyectable, y lo convirtió en un sensor de trombina ".

El sistema consta de nanopartículas de óxido de hierro, que la Administración de Drogas y Alimentos ha aprobado para uso humano, recubiertos con péptidos (proteínas cortas) que están especializados para interactuar con la trombina. Después de inyectarse en ratones, las nanopartículas viajan por todo el cuerpo. Cuando las partículas encuentran trombina, la trombina escinde los péptidos en una ubicación específica, liberando fragmentos que luego se excretan en la orina de los animales.

Una vez que se recolecta la orina, los fragmentos de proteína se pueden identificar tratando la muestra con anticuerpos específicos para etiquetas peptídicas incluidas en los fragmentos. Los investigadores demostraron que la cantidad de estas etiquetas que se encuentran en la orina es directamente proporcional al nivel de coagulación de la sangre en los pulmones de los ratones.

En la versión anterior del sistema, informó el pasado mes de diciembre en Biotecnología de la naturaleza , los investigadores utilizaron espectrometría de masas para distinguir los fragmentos por su masa. Sin embargo, analizar muestras con anticuerpos es mucho más sencillo y económico, dicen los investigadores.

Detección rápida

Bhatia dice que prevé dos posibles aplicaciones para este tipo de prueba. Una es evaluar a los pacientes que llegan a la sala de emergencias quejándose de síntomas que podrían indicar un coágulo de sangre, permitiendo a los médicos clasificar rápidamente a estos pacientes y determinar si se necesitan más pruebas.

"En este momento, simplemente no saben cómo definir de manera eficiente a quién realizar el trabajo más extenso. Es una de esas cosas que no puede permitirse perder. para que los pacientes puedan obtener un diagnóstico innecesariamente costoso, "Dice Bhatia.

Otra aplicación es monitorear a los pacientes que tienen un alto riesgo de tener un coágulo, por ejemplo, personas que tienen que pasar mucho tiempo en cama recuperándose de una cirugía. Bhatia está trabajando en una prueba con tira reactiva de orina, similar a una prueba de embarazo, que los médicos pueden dar a los pacientes cuando regresan a casa después de la cirugía.

"Si un paciente tiene riesgo de trombosis, podría enviarlos a casa con un paquete de 10 de estos palos y decir:'Orina en esto cada dos días y llámame si se pone azul, '" ella dice.

La tecnología también podría ser útil para predecir la recurrencia de coágulos, dice Henri Spronk, profesor asistente de bioquímica en la Universidad de Maastricht en los Países Bajos.

"Los altos niveles de marcadores de activación se han relacionado con la trombosis recurrente, pero no tienen buena sensibilidad ni especificidad. Mediante la aplicación de las nanopartículas, si se demuestra que es bien tolerado y no tóxico, las alteraciones en los niveles bajos normales de generación fisiológica de trombina podrían detectarse fácilmente, "dice Spronk, que no formaba parte del equipo de investigación.

Bhatia planea lanzar una empresa para comercializar la tecnología, con financiación del Centro de Innovación Tecnológica Deshpande del MIT. Otras aplicaciones del sistema de nanopartículas podrían incluir la monitorización y el diagnóstico de cáncer. También podría adaptarse para realizar un seguimiento del hígado, pulmonar, y fibrosis renal, Dice Bhatia.

El artículo se titula "Nanopartículas que detectan la actividad de la trombina como biomarcadores urinarios sintéticos de trombosis".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.