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Imitar células sanguíneas

Los glóbulos rojos artificiales permitirían el abastecimiento de sangre, que en la actualidad es limitado

Imagen: Andrew Mason

Gracias a los avances en biomedicina, la falta de hemoderivados puede ser historia. La síntesis en el laboratorio de glóbulos rojos artificiales a través de células madre o de la creación de micropartículas sintéticas que los imitan y de plaquetas formadas por polímeros biodegradables, se perfilan como una solución. El objetivo de las investigaciones es la producción de sangre de los tipos A, B, AB y O, el donante universal.

Una de las prioridades en el momento de atender a un herido en un accidente es controlar las posibles hemorragias. Se calcula que las heridas traumáticas son la principal causa de muerte entre los 5 y los 44 años y, en la mayoría de casos, las hemorragias juegan un papel decisivo. Por este motivo, los mecanismos que reducen el tiempo de taponamiento de las heridas y ayudan a su cicatrización son vitales.

Plaquetas artificiales

Un grupo de científicos del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Case Western Reserve University (EE.UU.) ha desarrollado "in vitro" (en laboratorio) una imitación sintética de las plaquetas. Son nanopartículas biodegradables que interaccionan con los trombocitos sanguíneos para formar agregados en las heridas. De este modo, se reduce hasta la mitad el tiempo de taponamiento de las hemorragias. El trabajo se ha publicado en la revista de medicina "Science Translational Medicine" y se prevé que los nuevos descubrimientos puedan ser de gran ayuda para los quirófanos y las urgencias médicas por traumatismos.

Los eritrocitos creados carecen de riesgo de infección por sida, hepatitis u otras enfermedades de transmisión sanguínea

Para comprobar la capacidad de agregación sanguínea en presencia de las plaquetas sintéticas se realizaron varios experimentos tanto "in vitro" como "in vivo" (en seres vivos). En este caso, se inyectó a varias ratas una dosis de plaquetas sintéticas antes de causarles una herida en la arteria femoral. Se comprobó que el tiempo que tardaban en dejar de sangrar era la mitad con respecto a las ratas control a las que no se había administrado el fármaco.

Glóbulos rojos a la carta

La investigación con células madre embrionarias está muy controlada y regulada en EE.UU., por la controvertida utilización de embriones humanos para su obtención. Por este motivo, una de las tareas de los científicos de la compañía de investigación Advanced Cell Technology, (Massachusetts) es conseguir células madre pluripotenciales, a través de la reprogramación genética de células del epitelio dérmico. Así se evitan los problemas de bioética relacionados con los embriones y se pueden obtener células madre capaces de diferenciarse de las células sanguíneas. Es un proceso costoso, pero algunos tipos de células madre son líneas inmortales, de modo que pueden cultivarse en el laboratorio durante muchas generaciones.

Se calcula que hoy en día se producen hasta 100.000 millones de glóbulos rojos a partir de seis células madre embrionarias, una cifra muy prometedora que abre las puertas a muchas soluciones en un futuro. Estas células carecen de riesgo de infección por sida, hepatitis u otras enfermedades de transmisión sanguínea.

Otro trabajo realizado por un grupo de investigadores de la Universidad de California, en Santa Bárbara (EE.UU.), analiza el diseño y creación de unas micropartículas sintéticas con propiedades estructurales y funcionales muy parecidas a los hematíes, también llamados glóbulos rojos o eritrocitos. Se prevé que puedan servir de transporte con diana de fármacos dentro del organismo, además de la posibilidad de transportar oxígeno. El trabajo se ha publicado en la revista "Proceedings of the National Academy of Sciences".

El principal reto para la creación de eritrocitos artificiales era el diseño de una estructura sólida y, a su vez, flexible, una característica indispensable para que las partículas puedan pasar por los capilares más estrechos sin atascarse. Para ello, los investigadores imitaron la estructura de los glóbulos rojos reales. En primer lugar, diseñaron unas partículas microscópicas de un polímero formado por ácido láctico coglicólido (PLGA) y las recubrieron con varias proteínas, entre ellas hemoglobina.

Luego vaciaron el núcleo de las esferas de PLGA y consiguieron una estructura con propiedades muy parecidas a las de los glóbulos rojos reales. Por último, comprobaron su flexibilidad y capacidad para el transporte de oxígeno y los resultados fueron positivos. Consiguieron unas partículas sintéticas con funciones parecidas a las de los glóbulos rojos, biodegradables y sin problemas de rechazo.

ÚTILES EN PREVENCIÓN

Imagen: lu_lu

Los investigadores del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Case Western Reserve University (EE.UU.) evaluaron la eficacia del tratamiento con plaquetas artificiales en los casos en que éste se administraba durante una hemorragia, como ocurre tras un accidente. Para ello, se realizaron otros experimentos y se evidenció que el tiempo de coagulación en la herida se reducía un 23% respecto al control.

Los autores señalan que esta terapia demuestra ser más eficaz si se aplica antes del sangrado, por lo que, en la práctica clínica, el principal beneficio se registraría en los pacientes que se someten a una intervención quirúrgica con alto riesgo de sangrado. Por otro lado, puesto que estas plaquetas son polímeros biodegradables, el organismo de las ratas las eliminó a las 24 horas y no mostraron ningún efecto secundario en el periodo de siete días estudiado.




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