Sistema de dos componentes diseñado para la unión cruzada dirigida a heridas. a) Sistema de un solo componente con nanopartículas que se unen a las plaquetas activadas y b) sistema de dos componentes con nanopartículas funcionalizadas con grupos de unión cruzada y funcionalizados para la unión cruzada biortogonal dirigida a heridas.

La sangre tiene la capacidad de coagularse para prevenir la pérdida de sangre en caso de lesiones, independientemente de su ubicación o tamaño. Los pequeños coágulos de sangre son un mecanismo de defensa importante en el cuerpo. Sin embargo, la coagulación no es instantánea, y en casos de pérdida masiva de sangre, este proceso puede ser insuficiente y provocar graves consecuencias.

Sistema sanguíneo sintético

Para abordar este problema, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha desarrollado un sistema sanguíneo sintético que consta de dos componentes que actúan de manera selectiva en las lesiones internas sin causar daño.

Estos componentes se asemejan a las plaquetas (fragmentos de células que desencadenan la coagulación) y el fibrinógeno (una proterína que ayuda a la formación de coágulos) del cuerpo, responsables de la coagulación.

Al aumentar la concentración en la herida, estos componentes se solidifican selectivamente, imitando el efecto final de la cascada de coagulación natural. El ingeniero químico Bradley Olsen del MIT explica que este enfoque permite la gelificación selectiva del sistema hemostático.

El proceso

Aunque solo se ha probado en ratones, los investigadores afirman que este enfoque ha logrado desencadenar la coagulación sanguínea y demostró ser significativamente mejor para detener el sangrado que enfoques anteriores.

La primera parte del sistema es una nanopartícula de polímero biocompatible llamada PEG-PLGA, diseñada para unirse a cualquier plaqueta que el cuerpo pueda proporcionar mientras está lesionado. Las plaquetas viajan al sitio de la lesión llevando con ellas a las nanopartículas.

La segunda parte del sistema es un polímero que toma el lugar del fibrinógeno y comienza a crear grumos a través de una reacción con las nanopartículas. El equipo lo describe como un reticulante, que esencialmente hace que las partículas que se han formado alrededor de una herida se unan.

Eficiente e inocuo

La prueba inicial con ratones demostró que el sistema sintético fue altamente efectivo y duró más que los coágulos de sangre normales. Según la coautora del estudio, Celestine Hong, «la idea es que con ambos componentes circulando dentro del torrente sanguíneo si hay una herida, el componente objetivo comenzará a acumularse en ese sitio y también se unirá al reticulante».

Además, el diseño de las partículas evita que se acumulen en lugares donde no deberían, lo que previene que la concentración de coágulos exceda los límites y desencadene alguna reacción indeseada del sistema inmunitario de los ratones u otros problemas.

El siguiente paso es continuar usando ratones de modelo, pero en un experimento más grande. Con más pruebas, los investigadores creen que el sistema podría incluso ayudar a los profesionales médicos a identificar dónde está ocurriendo una hemorragia interna mucho más rápido y sin equipos costosos o complejos.

La ingeniera química Paula Hammond afirma que «lo que fue especialmente notable acerca de estos resultados fue el nivel de recuperación de lesiones graves que vimos en los estudios con animales. Al introducir dos sistemas complementarios en secuencia, es posible obtener un coágulo mucho más fuerte».

La investigación se publicó en Advanced Healthcare Materials.