Imitadores de plaquetas artificiales desarrollados por un equipo de investigación de la Universidad Case Western Reserve y la Universidad de California, Santa Bárbara, son capaces de detener el sangrado en modelos de ratón un 65 por ciento más rápido que la naturaleza por sí sola.

Por primera vez, los investigadores han podido imitar de forma integradora la forma, Talla, flexibilidad y química de la superficie de plaquetas sanguíneas reales en plataformas de partículas basadas en albúmina. Los investigadores creen que estos cuatro factores de diseño juntos son importantes para inducir la formación de coágulos de forma selectiva más rápida en los sitios de lesión vascular, al tiempo que evitan que se formen coágulos dañinos de forma indiscriminada en otras partes del cuerpo.

La nueva tecnología, reportado en la revista ACS Nano , tiene como objetivo detener el sangrado en pacientes que sufren una lesión traumática, someterse a cirugías o sufrir trastornos de la coagulación por defectos plaquetarios o falta de plaquetas. Más lejos, la tecnología se puede utilizar para administrar medicamentos a los sitios diana en pacientes que padecen aterosclerosis, trombosis u otras condiciones patológicas implicadas en plaquetas.

Anirban Sen Gupta, profesor asociado de ingeniería biomédica en Case Western Reserve, químicas de superficie basadas en péptidos diseñadas previamente que imitan las actividades relevantes para el coágulo de las plaquetas reales. Sobre la base de este trabajo, Sen Gupta ahora se enfoca en incorporar señales morfológicas y mecánicas que están presentes naturalmente en las plaquetas para refinar aún más el diseño.

"Los factores morfológicos y mecánicos influyen en la marginación de las plaquetas naturales a la pared de los vasos sanguíneos, y solo cuando están cerca de la pared pueden tener lugar las interacciones químicas críticas que promueven la formación de coágulos, " él dijo.

Estas señales naturales motivaron a Sen Gupta a unirse a Samir Mitragotri, profesor de ingeniería química en UC Santa Barbara, cuyo laboratorio ha desarrollado recientemente tecnologías basadas en albúmina para producir partículas que imitan la geometría y las propiedades mecánicas de los glóbulos rojos y las plaquetas.

Juntos, el equipo ha desarrollado nanopartículas artificiales similares a plaquetas (PLN) que combinan morfología, Propiedades mecánicas y químicas superficiales de las plaquetas naturales.

Los investigadores creen que este diseño refinado podrá simular la capacidad natural de las plaquetas para colisionar de manera efectiva con glóbulos rojos más grandes y más blandos en el flujo sanguíneo sistémico. Las colisiones causan marginación, empujando las plaquetas fuera del flujo principal y más cerca de la pared de los vasos sanguíneos, aumentando la probabilidad de interactuar con el sitio de la lesión.

Los recubrimientos superficiales permiten que las plaquetas artificiales se anclen a proteínas específicas del lugar de la lesión, factor von Willebrand y colágeno, mientras induce a las plaquetas naturales y artificiales a agregarse más rápidamente en el sitio de la lesión.

Las pruebas en modelos de ratón mostraron que la inyección intravenosa de estas plaquetas artificiales formaba coágulos en el sitio de la lesión tres veces más rápido que las plaquetas naturales solas en ratones de control.

La capacidad de interactuar selectivamente con las proteínas del sitio de la lesión. así como la capacidad de permanecer mecánicamente flexibles como las plaquetas naturales, permite que estas plaquetas artificiales viajen de manera segura a través de los vasos sanguíneos más pequeños sin causar coágulos no deseados.

Albúmina, una proteína que se encuentra en el suero sanguíneo y los huevos, ya se utiliza con medicamentos contra el cáncer y se considera un material seguro. Las plaquetas artificiales que no se involucran en un coágulo y continúan circulando se metabolizan en uno o dos días.

Los investigadores creen que el nuevo diseño de plaquetas artificiales puede ser incluso más eficaz en flujos sanguíneos de mayor volumen donde la marginación a la pared de los vasos sanguíneos es más prominente. Esperan comenzar pronto a probar esas capacidades.

Esta investigación fue financiada anteriormente por la Asociación Estadounidense del Corazón y actualmente está financiada por los Institutos Nacionales de Salud.

Además de detener el sangrado, Sen Gupta cree que la tecnología también podría ser útil para administrar medicamentos anticoagulantes directamente a los coágulos, para tratar un ataque cardíaco o un derrame cerebral sin tener que suspender sistémicamente el mecanismo de coagulación del cuerpo. Las plaquetas artificiales también se pueden usar para administrar medicamentos contra el cáncer a tumores metastásicos que tienen interacciones plaquetarias elevadas. Sen Gupta está buscando subvenciones para realizar ese trabajo.