Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill han desarrollado un sistema de administración de fármacos que permite una respuesta rápida a los ataques cardíacos sin intervención quirúrgica. En pruebas de laboratorio y con animales, el sistema demostró ser eficaz para disolver coágulos, limitando las cicatrices a largo plazo al tejido cardíaco y preservando más la función normal del corazón.

"Nuestro enfoque permitiría a los proveedores de atención médica comenzar a tratar los ataques cardíacos antes de que el paciente llegue a la sala de operaciones, con suerte, mejorando los resultados de los pacientes, "dice Ashley Brown, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor asistente en el Programa Conjunto de Ingeniería Biomédica (BME) en NC State y UNC. "Y como podemos apuntar al bloqueo, podemos usar drogas poderosas que pueden representar una amenaza para otras partes del cuerpo; la focalización reduce el riesgo de daños no deseados ".

Ataques al corazón, o infartos de miocardio, ocurren cuando un trombo - o coágulo - bloquea un vaso sanguíneo en el corazón. Para tratar los ataques cardíacos, los médicos a menudo realizan una cirugía para introducir un catéter en el vaso sanguíneo, permitiéndoles romper físicamente o eliminar el trombo. Pero no todos los pacientes tienen acceso rápido a la atención quirúrgica.

Y pueden ocurrir más daños incluso después de que se haya eliminado el bloqueo. Esto se debe a que el retorno de sangre fresca a los tejidos que habían sido bloqueados puede causar daño por sí mismo. llamada lesión por reperfusión. La lesión por reperfusión puede causar cicatrices, endurecimiento del tejido cardíaco y limitación del funcionamiento normal del corazón.

Para abordar estos problemas, Los investigadores han desarrollado una solución que se basa en esferas porosas de nanogel, unos 250 nanómetros de diámetro, que se dirigen a un trombo y administran un cóctel de dos fármacos:tPA e Y-27632.

Un trombo puede estar formado por varias sustancias, como plaquetas o placas arteriales, pero todos contienen una sustancia llamada fibrina. Entonces, para apuntar a bloqueos, cada nanogel está recubierto con proteínas que se unen específicamente a la fibrina. En otras palabras, cuando los nanogeles alcanzan un trombo, se pegan.

El tPA y el Y-27632 están en capas dentro de la nanoesfera, con el tPA formando un caparazón que rodea el Y-27632. Como resultado, el tPA se filtra primero en el sitio del trombo, lo que le permite hacer su trabajo, que es descomponer la fibrina y disolver el coágulo.

A medida que se libera el tPA, el Y-27632 escapa del nanogel. Mientras que el tPA se dirige al coágulo en sí, el Y-27632 tiene como objetivo limitar el daño causado por la lesión por reperfusión. Lo hace limitando la rigidez de las células en el área que contribuyen a la formación de cicatrices. Esto permite que estas células retengan más de su plasticidad, mejorando su capacidad para funcionar normalmente y preservando una mayor función cardíaca.

En pruebas in vitro, los investigadores encontraron que el cóctel de tPA / Y-27632 dirigido disolvía los coágulos en cuestión de minutos. Si bien esto aún no se ha probado en los ensayos, puede funcionar más rápido que las intervenciones quirúrgicas, que requieren tiempo para preparar al paciente y colocar el catéter en su lugar.

En pruebas con ratas de laboratorio, Los investigadores también encontraron que su técnica limitaba las cicatrices y conservaba la función cardíaca después de un ataque cardíaco mejor que el tPA dirigido o Y-27632 por sí mismos, y mucho mejor que un grupo de control en el que los animales no recibieron ningún fármaco.

Específicamente, los animales que recibieron el cóctel dirigido tenían una fracción de eyección del ventrículo izquierdo, que mide la funcionalidad de un corazón, de alrededor del 67 por ciento cuatro semanas después del ataque cardíaco, lo cual es saludable. El tPA por sí solo fue de alrededor del 57 por ciento, que se encuentra en el extremo inferior del rango normal, mientras que tanto el grupo de control como Y-27632 por sí solo se sumergieron en los 40. Similar, el cóctel dirigido resultó en tejido cicatricial en menos del 5 por ciento del área afectada. El tPA y el Y-27632 tenían tejido cicatricial en aproximadamente el 7 por ciento del área, y el grupo de control vio cicatrices en más del 10 por ciento.

Y lo que es más, Los investigadores encontraron que los nanogeles dirigidos dieron como resultado que poco o ninguno de los nanogeles se encontrara en otros tejidos, como los pulmones y el hígado, particularmente en comparación con el uso de nanogeles no dirigidos.

"Esta es una parte importante de nuestros hallazgos, porque el tPA y el Y-27632 pueden presentar riesgos si comienzan a actuar en partes del cuerpo fuera del área objetivo, "Brown dice". Por ejemplo, El tPA puede causar sangrado y el Y-27632 puede afectar muchos tejidos donde se necesita la contracción celular para una función normal ".

Otro beneficio de los nanogeles específicos es que, por su pequeño tamaño, pueden apuntar incluso a los vasos sanguíneos que son demasiado pequeños para alcanzarlos con catéteres.

Los investigadores también señalan que este es un estudio preclínico. Los próximos pasos del trabajo incluyen una evaluación adicional de la seguridad de los nanogeles y las pruebas en modelos animales más grandes.

"Si bien todavía estamos en las primeras etapas del desarrollo de esta tecnología, sabemos que es importante reconocer los problemas relacionados con el costo, ", Dice Brown." Dada la complejidad del sistema de administración de fármacos, debería ser comparable o un poco más caro que las terapias de proteínas recombinantes actualmente en uso clínico, como el tPA por sí mismo. Sin embargo, porque las drogas están dirigidas, es probable que las dosis sean menores. Eso debería ayudar a mantener los costos comparables a los medicamentos existentes en el mercado ".

El papel, "Tratamiento dirigido de las complicaciones isquémicas y fibróticas del infarto de miocardio utilizando un microgel terapéutico de administración dual, "se publica en la revista ACS Nano .