Plataforma anticoagulante biomolecular podría revolucionar cirugía cardíaca

La coagulación de la sangre es importante para prevenir la pérdida de sangre y para la inmunidad, aunque la coagulación también puede causar problemas de salud e incluso la muerte. Actualmente, una de cada cuatro personas en todo el mundo muere a causa de enfermedades y afecciones causadas por coágulos de sangre. Mientras tanto, los anticoagulantes utilizados para reducir los riesgos también pueden causar problemas importantes, como sangrado incontrolable. Ahora, una nueva plataforma de anticoagulantes biomoleculares promete ser un avance revolucionario sobre los anticoagulantes que se utilizan actualmente durante las cirugías y otros procedimientos.

La tecnología, inventada por investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Charlotte (Charlotte, NC, EUA) se convierte en fibras anticoagulantes de ARN-ADN programables que, cuando se inyectan en el torrente sanguíneo, forman estructuras modulares que se comunican con la trombina, que son las enzimas en plasma sanguíneo que hace que la sangre se coagule. La tecnología permite que las estructuras eviten la coagulación de la sangre según sea necesario, y luego el sistema renal las elimine rápidamente del cuerpo una vez que se realiza el trabajo. Las estructuras de fibra utilizan aptámeros, secuencias cortas de ADN o ARN diseñadas para unirse e inactivar específicamente la trombina.

La circulación extendida en el torrente sanguíneo permite una sola inyección, en lugar de múltiples dosis. Según los investigadores, el diseño también reduce la concentración de anticoagulantes en la sangre, lo que reduce el estrés en el sistema renal y en otros sistemas del cuerpo. Esta tecnología también introduce un mecanismo novedoso de "interruptor de apagado". Una segunda inyección revierte la función anticoagulante de la estructura de la fibra, lo que permite que las fibras se metabolicen en materiales diminutos, inofensivos, inactivos y fácilmente desechados por el sistema renal. Todo el proceso tiene lugar fuera de la célula, a través de la comunicación extracelular con la trombina. Los investigadores señalan que esto es importante ya que no parece que ocurran reacciones inmunológicas, según sus extensos estudios.

El equipo probó y validó la plataforma utilizando modelos informáticos, sangre humana y varios modelos animales. La tecnología puede proporcionar las bases para otras aplicaciones biomédicas que requieren comunicación a través del entorno extracelular en los pacientes, según los investigadores. La técnica permite el diseño de estructuras de cualquier forma deseada, con el mecanismo del interruptor de apagado intacto. Si bien la aplicación es sofisticada, la producción de las estructuras es relativamente fácil. El trabajo de los investigadores, hasta ahora, tiene relevancia para aplicaciones a corto plazo, como en cirugías, aunque el equipo espera posiblemente extender su investigación a situaciones de mantenimiento, como con medicamentos que toman los pacientes con enfermedades cardíacas.

“Prevemos que los usos de nuestra nueva plataforma anticoagulante serían durante cirugías de derivación de la arteria coronaria, diálisis renal y una variedad de intervenciones vasculares, quirúrgicas y coronarias”, dijo el investigador de UNC Charlotte, Kirill Afonin, quien dirigió el equipo de investigación. “Ahora estamos investigando si existen posibles aplicaciones futuras con tratamientos contra el cáncer para prevenir la metástasis y también para abordar las necesidades de la malaria, que puede causar problemas de coagulación”.

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UNC Charlotte