Monitoreo de la anemia falciforme: medición del flujo sanguíneo

En todo el mundo, más de 13 millones de personas padecen la enfermedad de células falciformes, para la cual existen pocas opciones de tratamiento. Hace más de seis décadas, los científicos descubrieron la causa de la enfermedad de células falciformes. Establecieron que las personas con anemia drepanocítica producen glóbulos rojos en forma de media luna que a diferencia de los glóbulos rojos en forma de disco típicos obstruyen los capilares en lugar de fluir suavemente, lo que puede causar dolor severo, daño orgánico importante y una vida útil sustancialmente más corta. .
Descubrimientos posteriores demostraron que la enfermedad es causada por una sola mutación en la proteína de la hemoglobina y que la forma de la hoz, que es más prevalente en personas que provienen de climas tropicales, es de hecho una adaptación evolutiva que puede resultar beneficiosa para proteger contra la malaria.
Sangeeta Bhatia, profesora John y Dorothy Wilson de Ciencias y Tecnología de la Salud e Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación en el MIT declara:

"Todavía no tenemos terapias suficientemente efectivas y no tenemos una buena idea de cómo la enfermedad se manifiesta de manera diferente en diferentes personas".

Bhatia y su equipo de la Universidad de Harvard, el Hospital General de Massachusetts (MGH) y el Hospital Brigham and Women's, han presentado un análisis de sangre simple, que es capaz de predecir si un paciente de células falciformes tiene un alto riesgo de desarrollar complicaciones dolorosas del enfermedad.
La prueba es realizada por investigadores que miden la eficacia de las muestras de sangre para fluir a través de un dispositivo microfluídico, que podría ayudar a los médicos a monitorear pacientes con drepanocitosis y determinar su curso óptimo de tratamiento, pero también ayudar a los científicos a desarrollar nuevos medicamentos para la enfermedad. El dispositivo se describe en la edición de marzo de Ciencia de medicina traslacional.
Debido a que los glóbulos rojos anormales de los pacientes con drepanocitos no suelen estar en circulación, los pacientes a menudo sufren de anemia, aunque la enfermedad está relacionada principalmente con las crisis vasooclusivas que ocurren cuando las células con forma de hoz más rígidas y pegajosas obstruyen los vasos sanguíneos y previenen el flujo de sangre. La frecuencia y severidad de estas crisis es diferente de paciente a paciente y nadie puede predecir cuándo ocurre una crisis.
Bhatia explica:

"Cuando un paciente tiene colesterol alto, puede controlar su riesgo de enfermedad cardíaca y la respuesta a la terapia con un análisis de sangre. Con la enfermedad de células falciformes, a pesar de que los pacientes tienen el mismo cambio genético subyacente, algunos sufren tremendamente mientras que otros no. todavía no tienen una prueba que pueda guiar a los médicos en la toma de decisiones terapéuticas ".

Bhatia y L. Mahadevan, profesor de matemáticas aplicadas de Harvard que estudia los fenómenos naturales y biológicos, comenzaron a colaborar en 2007 para obtener una idea de cómo las células falciformes se mueven a través de los capilares.
En este estudio, los investigadores recrearon condiciones que pueden conducir a una crisis vasooclusiva dirigiendo la sangre a través de un microcanal y disminuyendo su concentración de oxígeno. Esto desencadena un cuello de botella de células falciformes y evita el flujo de sangre. Midieron cada muestra de sangre para establecer la duración que tomaría detener el flujo sanguíneo después de ser desoxigenada.

John Higgins, de MGH y la Escuela de Medicina de Harvard, posteriormente compararon las muestras de sangre de los pacientes con anemia drepanocítica de los que acudieron o no al servicio de urgencias del hospital o que recibieron una transfusión de sangre en los últimos 12 meses. Higgins descubrió que la sangre de los pacientes con una forma menos grave de la enfermedad no disminuía tan rápidamente, en comparación con la sangre de los que estaban más severamente afectados.
De acuerdo con Bathia, no existen otras medidas de propiedades sanguíneas, que incluyen la medición de la concentración de glóbulos rojos o una fracción de la hemoglobina alterada o el recuento de glóbulos blancos que son capaces de hacer este tipo de predicción. Ella dice que los resultados enfatizan que es importante considerar la vasooclusión como resultado de muchos factores que interactúan en lugar de una sola medición molecular.
Para demostrar los beneficios del dispositivo para el desarrollo de nuevos medicamentos, los investigadores también evaluaron un posible fármaco de la enfermedad de células falciformes llamado 5-hydroxymethyl furfural. El fármaco ha sido diseñado para mejorar la capacidad de la hemoglobina de unirse al oxígeno y al agregar el medicamento a la sangre, descubrieron una mejora drástica en el flujo sanguíneo a través del dispositivo. Una solicitud de patente para el dispositivo está pendiente con los investigadores que actualmente trabajan en el desarrollo del dispositivo como una herramienta de diagnóstico e investigación.
Escrito por Petra Rattue