Disolver coágulos de sangre con nanopartículas magnéticas

Los coágulos de sangre, que causan ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares, son una de las principales causas de muerte en todo el mundo. El objetivo principal de la medicina de emergencia en tales casos es disolver el coágulo de sangre y restablecer el flujo sanguíneo en el vaso afectado de la manera más rápida y segura posible. Una necesidad importante es que los medicamentos se dirijan al coágulo y lo disuelvan sin causar problemas en los vasos sanguíneos no afectados. Ahora, un nuevo estudio describe cómo las nanopartículas magnéticas que suministran enzimas que disuelven los coágulos de manera específica pueden ofrecer una solución efectiva.
Este esquema del material compuesto muestra un marco de magnetita porosa que rodea la enzima que disuelve coágulos.
Crédito de la imagen: Universidad de ITMO

En el diario Informes científicos, investigadores de la Universidad ITMO y del Hospital Mariinsky en San Petersburgo, Rusia, informan cómo desarrollaron y probaron el nuevo tipo de medicamento.

Señalan cómo el medicamento controlado por enzimas magnéticamente es seguro para la inyección intravenosa y disuelve los coágulos hasta 4.000 veces más eficazmente que los medicamentos actuales.

Los investigadores sugieren que sus hallazgos no solo señalarán el camino hacia medicamentos más efectivos para la disolución de coágulos, sino que también reducirán la dosis del fármaco y evitarán numerosos efectos secundarios.

Cuando se produce un coágulo sanguíneo o una trombosis, bloquea el flujo sanguíneo en el vaso sanguíneo afectado y detiene el oxígeno y los nutrientes esenciales que llegan al tejido circundante. Si el coágulo no se elimina en unas pocas horas, el tejido comienza a morir.

Sin embargo, incluso si el coágulo se disuelve rápidamente, existe el riesgo de efectos secundarios, ya que los fármacos actuales basados ??en enzimas afectan a todo el sistema circulatorio, no solo al coágulo.

Los investigadores señalan que, en promedio, en los países desarrollados, el tratamiento de disolución de coágulos se lleva a cabo efectivamente en el 15 por ciento de los casos. En Rusia, la cifra es mucho más baja, más cerca del 2 por ciento. Las personas que no tienen la suerte de beneficiarse del procedimiento se enfrentan a la probabilidad de discapacidad o muerte.

Drogas actuales que disuelven coágulos, como "martillo de trineo"

Debido a que los medicamentos que disuelven los coágulos actualmente disponibles contienen enzimas que atacan el coágulo, una vez que se inyectan en el cuerpo, el sistema inmune comienza a atacarlo, reduciendo rápidamente su efectividad. Para superar esto, los medicamentos se administran en dosis inactiva, con la esperanza de que al menos algunos lleguen al área del coágulo antes de que pierdan su efecto.

Es como "usar un martillo para romper una nuez", dice el coautor Ivan Dudanov, que dirige el centro cardiovascular regional del hospital Mariinsky.

Incluso para disolver un pequeño coágulo que bloquea un vaso de solo 1-2 milímetros de ancho, el fármaco afecta a toda la red de vasos sanguíneos, explica Dudanov, y agrega:

"Para cambiar la situación, decidimos desarrollar un método de administración de fármacos dirigida que nos permitiera reducir considerablemente la dosis y garantizar que todo el efecto terapéutico se centra en el coágulo".

En su estudio, los investigadores describen cómo fabricaron un material compuesto que combina un marco de magnetita poroso con moléculas de uroquinasa, una enzima utilizada con frecuencia en medicina como un agente trombolítico o de disolución de coágulos.

El material se puede usar de dos maneras: como un recubrimiento que disuelve los coágulos para los vasos sanguíneos artificiales, o como una solución inyectable de partículas de tamaño nanométrico que pueden guiarse a los coágulos utilizando un imán externo.

Una característica importante del marco de magnetita del nuevo material es que protege la enzima que disuelve los coágulos del ataque de la sangre.

Los investigadores señalan que no son los primeros en proponer el uso de un material compuesto para transportar las enzimas que disuelven los coágulos. Sin embargo, la mayoría de las otras soluciones se basan en la liberación lenta, que finalmente pierde su potencia.

Disuelve coágulos 4.000 veces mejor que las drogas enzimáticas actuales

En su estudio, los investigadores muestran cómo su material actúa de una manera diferente: la enzima que disuelve los coágulos no se filtra y conserva su potencia durante un período mucho más largo.

Los autores concluyen que el nuevo compuesto "muestra una buena actividad trombolítica". Agregan:

"Aquí presentamos, por primera vez, la producción de material compuesto magnético trombolítico con comportamiento no liberador y acción prolongada".

El primer autor Andrey Drozdov, investigador en materiales y tecnologías avanzadas en la Universidad ITMO, dice:

"La velocidad a la que el nuevo medicamento puede disolver el coágulo supera a las enzimas desprotegidas en unas 4.000 veces".

Él y su equipo dicen que su material debe ser seguro para uso humano porque contiene componentes que ya han sido aprobados para inyección intravenosa.

Sugieren que el material también puede tener un papel en la prevención de coágulos: podría circular en la sangre y limpiar suavemente los vasos sanguíneos. Podría permanecer activo allí durante mucho tiempo y, cuando se gaste, pasará naturalmente a través del hígado y se excretará como cualquier otro metabolito.

El equipo ahora planea llevar a cabo estudios preclínicos de su nuevo sistema trombolítico en mamíferos.

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