(Phys.org) —Investigadores de la Universidad de Lisboa y el Centro Hospitalario Norte de Lisboa (Centro Hospitalar Lisboa Norte) realizaron un estudio piloto que demostró cómo la microscopía de fuerza atómica (AFM) podría usarse como una herramienta de diagnóstico no invasiva para enfermedades cardíacas crónicas enfermedad. Su trabajo aparece en el reciente número de Nanotecnología de la naturaleza .

La Organización Mundial de la Salud estima que 17,5 millones de personas mueren anualmente debido a enfermedades cardiovasculares. La miocardiopatía isquémica es la causa más común de insuficiencia cardíaca y generalmente tiene un mal pronóstico para los pacientes. La insuficiencia cardíaca crónica isquémica (ICC) ocurre cuando el corazón no puede recibir suficiente sangre, a menudo debido a obstrucción arterial o cicatrices de ataques cardíacos. Debido a que la ICC es tan generalizada, Los investigadores han buscado biomarcadores para indicar el riesgo de que el paciente vuelva a ocurrir, incluido el diagnóstico de ICC isquémica versus no isquémica.

Usando técnicas de AFM y basándose en sus estudios previos sobre cómo el fibrinógeno, una proteína que se encuentra en el plasma sanguíneo, se une a la membrana celular de los eritrocitos (es decir, las células rojas de la sangre), Ana Filipa Guedes, Filomena A. Carvalho, Inés Malho, Nuno Lousada, Luis Sargento, y Nuno C. Santos observaron cambios moleculares que ocurren en pacientes con ICC isquémica. Estos cambios podrían utilizarse para evaluar el riesgo del paciente y proporcionar objetivos potenciales para el descubrimiento de fármacos. Probaron a quince pacientes con ICC isquémica, quince con ICC no isquémica, y quince pacientes sanos como grupo de control.

La microscopía de fuerza atómica permite estudios a nivel molecular porque el tamaño de la punta de la sonda es del orden de nanómetros de diámetro. En este estudio, se utilizó AFM para investigar la fuerza de unión y la frecuencia entre el fibrinógeno y el receptor αvβ3 en la superficie de los eritrocitos, así como la elasticidad de los eritrocitos a través de la profundidad de penetración de la punta.

La punta de AFM se funcionalizó con moléculas de fibrinógeno y se puso en contacto con los receptores en la superficie de los eritrocitos. La fuerza de unión se encontró mediante mediciones de fuerza cuando la punta se separó de los sitios receptores. Guedes, et al. encontraron que la fuerza y ​​la frecuencia de la unión eran diferentes en cada tipo de muestra. Los pacientes con ICC isquémica mostraron la fuerza de unión más fuerte, pero la frecuencia de enlace más baja. La CHF no isquémica fue la siguiente, seguido por el grupo de control, que mostró la frecuencia de unión más alta pero la fuerza de unión más baja entre el fibrinógeno y el receptor αvβ3.

Se sabe que los eritrocitos cambian de forma en función de su entorno fisiológico. Los eritrocitos cambiarán de forma cuando una fuerza de corte alta o baja, o caudal, se les aplica. Esto ayuda a que los glóbulos rojos fluyan sin problemas y no se obstruyan. Adicionalmente, ciertas enfermedades pueden provocar cambios en la forma de los eritrocitos. La capacidad de un eritrocito para cambiar de forma se basa en la elasticidad de su membrana.

Para determinar la elasticidad de los eritrocitos, Guedes, et al. examinó la profundidad de penetración de la punta de AFM. Descubrieron que los glóbulos rojos de pacientes con ICC no isquémica tenían una rigidez promedio más alta que las células del grupo isquémico y el grupo de control. Sin embargo, Los glóbulos rojos de pacientes con ICC isquémica tenían una mayor profundidad de penetración celular. Los estudios de viscosidad también mostraron que las células de los pacientes no isquémicos eran más altas que las de los pacientes isquémicos y el grupo de control. La rigidez celular puede ser una de las razones de una mayor incidencia de eventos cardiovasculares debido a coágulos de sangre.

Finalmente, los estudios de AFM se correlacionaron con los datos clínicos de los pacientes. Después de doce meses, los pacientes que tenían una fuerza de unión más alta entre el fibrinógeno y el receptor de eritrocitos tenían más probabilidades de ser hospitalizados por una complicación cardiovascular que los otros dos grupos. Los estudios estadísticos muestran una correlación entre la fuerza de unión y la hospitalización dentro de los próximos doce meses.

Si bien este es solo un estudio piloto con un número limitado de pacientes, los autores señalan que estos resultados muestran que el AFM es una nanherramienta prometedora para observar la interacción entre el fibrinógeno y la unión de los eritrocitos, que se puede utilizar para identificar a los pacientes que tienen un mayor riesgo de sufrir un evento cardiovascular posterior.

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