Los investigadores de la Universidad de Sydney han utilizado técnicas de ingeniería biomecánica para descubrir el misterio que rodea las fuerzas mecánicas que influyen en la coagulación de la sangre.
Los hallazgos llevan a los investigadores un paso más cerca de desarrollar nuevos fármacos antitrombóticos sin los efectos secundarios graves que causan hemorragias fatales.
Si bien la coagulación, la activación de la acumulación de plaquetas, es clave para detener la pérdida de sangre de un corte o herida, la sobreactivación puede provocar coágulos de sangre mortales, ataque cardíaco o accidente cerebrovascular.
Los investigadores han utilizado un canal microfluídico, imitando el estrechamiento de los vasos que causan coágulos sanguíneos, para observar la activación de las plaquetas en entornos fisiológicos de coagulación sanguínea.
Publicado en la revista Materiales de la naturaleza , los investigadores demostraron que la alteración del flujo sanguíneo podría conducir a una activación intermedia de integrina previamente no reconocida, un receptor de adhesión que media la agregación plaquetaria para formar un coágulo. La integridad es una proteína mecanosensorial que las plaquetas usan para detectar la fuerza mecánica generada por el flujo sanguíneo dinámico.
"Las integridad básicamente facilitan la forma en que las células se unen y responden a su entorno mecánico", dijo el Dr. Arnold Lining Ju, coautor principal de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, Mecánica y Mecatrónica AMME de la Universidad de Sydney Heart Research InstituteHRI y el Centro Charles Perkins CPC.
"Permiten que las células se adhieran entre sí, y son excelentes comunicadores, transmitiendo señales bidireccionales para activar la función de unión; y de afuera hacia adentro, permitiendo que la célula detecte y reaccione al ambiente extracelular. La integrina puede instruir alcomportamientos de coagulación de las células plaquetarias "
El Dr. Ju, miembro del Consejo Australiano de Investigación DECRA en Ingeniería Biomédica en AMME y HRI, trabajó con un equipo de investigadores internacionales para desarrollar un nanotool biomecánico de molécula única llamado 'sonda de fuerza de biomembrancia BFP' dual para observar cómo se aprovechan las plaquetasfuerza mecánica en el flujo sanguíneo para ejercer funciones de coagulación adhesiva.
Los investigadores dicen que el hallazgo, que el crecimiento del trombo biomecánico está mediado principalmente por un estado intermedio desencadenado por una vía de activación biomecánica de integrina única, tiene el potencial de guiar el desarrollo de nuevas estrategias antitrombóticas. Esto podría beneficiar a muchas de las55,000 australianos que sufren un ataque al corazón cada año, uno cada 10 minutos.
"Nuestro hallazgo también puede ofrecer ayuda a los pacientes diabéticos ya que las plaquetas diabéticas son más resistentes a los fármacos anticoagulantes convencionales", dijo el Dr. Ju. "Dirigir las vías biomecánicas también puede tener la ventaja de prevenir los coágulos mortales sin efectos secundarios hemorrágicos".
La investigación del Dr. Ju también proporciona una nueva explicación de la poca eficacia de los fármacos antiplaquetarios convencionales en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares trombóticas. Aunque estos fármacos inhiben la activación bioquímica de las plaquetas, es posible que no bloqueen las vías de señalización biomecánica de las plaquetas.
"Los medicamentos antiplaquetarios como la aspirina, el clopidogrel y el ticagrelor se usan comúnmente para el tratamiento de enfermedades trombóticas. Sin embargo, estos medicamentos tienen efectos secundarios graves que causan hemorragias fatales", dijo el Dr. Ju.
"Durante mucho tiempo, los estudios en el campo de la trombosis han intentado comprender el mecanismo de activación de las plaquetas a nivel celular y molecular, y esperan aportar ideas para el desarrollo de nuevos fármacos antitrombóticos con gran eficacia y pocos efectos secundarios."
El investigador principal de HRI Yuping Yuan dijo: "Dado que la diabetes representa la mayor amenaza para el sistema de salud australiano, este descubrimiento arroja luz sobre la protección de las personas diabéticas vulnerables contra las enfermedades cardíacas".
El fenómeno de "activación de plaquetas impulsada mecánicamente" que se encuentra en el estudio explica por qué las plaquetas pueden agregarse y acumularse mediante la estimulación mecánica de la turbulencia de alta velocidad sola, lo que lleva al bloqueo de un vaso sanguíneo.
Por lo tanto, esta investigación proporciona nuevas ideas para el desarrollo de fármacos antitrombóticos novedosos y altamente efectivos sin efectos secundarios de sangrado graves.
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Materiales proporcionado por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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