Las enfermedades cardíacas, derrames cerebrales, sepsis y cáncer causan colectivamente la mayor cantidad de muertes en todo el mundo. También tienen algo más en común: todos están asociados con las plaquetas activadas, las células que circulan en nuestro torrente sanguíneo y normalmente ayudan a formar coágulos sanguíneospara detener el sangrado y promover la curación cuando estamos heridos, pero también puede contribuir a coágulos sanguíneos peligrosos, tumores y otros problemas. Se han desarrollado varios medicamentos antiplaquetarios para combatir afecciones relacionadas con las plaquetas, pero sus efectos no son fácilmente reversibles, y los pacientes que tomanestos medicamentos corren el riesgo de sangrado incontrolado si se lesionan. Además, si estos pacientes necesitan someterse a una cirugía, deben interrumpir su tratamiento hasta una semana antes del procedimiento, lo que aumenta su riesgo de desarrollar coágulos de sangre.
Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y varias instituciones colaboradoras ha creado una terapia antiplaquetaria reversible sin medicamentos que emplea plaquetas "señuelo" desactivadas que podrían reducir el riesgo de coágulos sanguíneos y potencialmente prevenir la metástasis del cáncer comobien. La investigación se informa en Medicina traslacional de la ciencia .
"La reversibilidad y el inicio inmediato de la acción son las principales ventajas de nuestros señuelos de plaquetas, y creemos que serán útiles en situaciones hospitalarias como la prevención de la coagulación en pacientes de alto riesgo justo antes de someterse a cirugía, o cuando se administran junto con la quimioterapiapara prevenir la propagación de tumores existentes ", dijo la primera autora Anne-Laure Papa, Ph.D., quien fue becaria postdoctoral en el Instituto Wyss y trabajó con el Director Fundador del Instituto, Donald Ingber, MD, Ph.D. cuando se realizó la investigaciónllevado a cabo y ahora es Profesor Asistente en la Universidad George Washington, Ingber es también Profesor de Biología Vascular Judah Folkman en la Facultad de Medicina de Harvard y el Programa de Biología Vascular en el Hospital de Niños de Boston, así como Profesor de Bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Aplicación de HarvardCiencias
cancelación de coágulos
Los señuelos son plaquetas humanas cuya membrana lipídica externa y las entrañas se han eliminado en el laboratorio mediante centrifugación y tratamiento con un detergente. Debido a que están esencialmente vacías, los señuelos son aproximadamente un tercio del tamaño de las plaquetas normales, pero retienen ella mayoría de las proteínas adhesivas en sus superficies. Los señuelos aún pueden usar estas moléculas de superficie para unirse a otras células que ocurren naturalmente en el torrente sanguíneo, pero no pueden activar el proceso de coagulación.
Cuando los señuelos se perfunden en un canal microfluídico que imita los vasos sanguíneos y se exponen a productos químicos estimulantes de plaquetas, no muestran un comportamiento de coagulación normal. Y, cuando los investigadores agregan señuelos a la sangre humana normal un señuelo por cada cincoplaquetas en el canal, encontraron que se redujo la capacidad de las plaquetas normales para agregarse y unirse a las paredes del canal.
"Los señuelos, a diferencia de las plaquetas intactas normales, no pueden unirse a la pared del vaso y probablemente obstaculicen la capacidad de las plaquetas normales de unirse también. Una forma de imaginar esto sería que los señuelos son patinadores de rápido movimiento que patinan a lo largo delpared de una pista de hielo, y su alta velocidad evita que otros patinadores lleguen a la pared, lo que les limita a reducir la velocidad y aferrarse a ella ", explicó Papá.
Es importante destacar que los científicos pudieron revertir rápidamente la inhibición de la actividad plaquetaria normal de los señuelos simplemente agregando plaquetas frescas a los canales. La administración de plaquetas a pacientes por vía intravenosa ya es un procedimiento común en los hospitales, por lo que un paciente con plaquetas de señuelo que necesitabarecuperar rápidamente la capacidad de formar coágulos de sangre debido a una lesión o cirugía podría tratarse fácilmente en un corto período de tiempo. Los señuelos también podrían crearse a partir de plaquetas extraídas del mismo paciente, ofreciendo así una forma de terapia celular personalizada que no desencadenaríauna reacción inmune
Luego, los investigadores probaron sus señuelos en conejos y descubrieron que la misma proporción 1: 5 de señuelos a plaquetas normales en su sangre les impedía desarrollar coágulos sanguíneos después de una lesión en los vasos sanguíneos. Los conejos y los humanos tienen recuentos de plaquetas en sangre y tamaños de plaquetas similares, por lo que es probable que tengan el mismo efecto en pacientes humanos.
tumores frustrantes
Además de unirse entre sí y con las paredes de los vasos sanguíneos, se sabe que las plaquetas se unen a las células cancerosas, protegiéndolas del sistema inmunitario del cuerpo y, por lo tanto, ayudándolas a formar nuevos tumores metastásicos en sitios distantes. Cuando el equipo perfundió plaquetas y humanos normalesLas células cancerosas del seno en sus canales microfluídicos, las células cancerosas se adhirieron y comenzaron a invadir las paredes del canal, de manera similar a su comportamiento en la formación de nuevos tumores. Alentadoramente, agregar señuelos junto con plaquetas normales evitó casi por completo que las plaquetas ayudaran a las células cancerosas a invadirla pared del canal, lo que sugiere que podrían prevenir la formación de nuevos tumores.
Para confirmar este potencial, los investigadores inyectaron ratones con plaquetas humanas o una combinación de plaquetas y señuelos, y luego con células de cáncer de mama humano. El equipo descubrió que los ratones que recibieron las plaquetas más señuelos desarrollaron tumores metastásicos significativamente más pequeños y menosque las que recibieron plaquetas normales. Si bien aún no se han probado en humanos, es posible que algún día estos señuelos se puedan infundir en pacientes durante la quimioterapia para evitar la propagación de tumores existentes, o inyectarse durante las cirugías de cáncer para detener las células tumorales liberadasde formar nuevos tumores en otras partes del cuerpo.
el laboratorio de Papa continúa trabajando en esta tecnología para garantizar que los señuelos puedan durar más tiempo en el torrente sanguíneo para una mayor efectividad, y estudiar si pueden cargarse con medicamentos para ayudar a administrar terapias directamente a los sitios de coágulos sanguíneos y tumores, oposiblemente incluso elimine las células tumorales circulantes en el torrente sanguíneo.
"En este estudio, pudimos crear lo que es efectivamente una terapia celular dominante negativa para prevenir la coagulación inducida por la activación plaquetaria y las cascadas metastásicas", dijo Ingber. "Es otro ejemplo de cómo las enfermedades aparentemente no relacionadas a menudo tienen factores contribuyentes comunes, como la inflamación, el estrés o, en este caso, las plaquetas activadas, y que podemos desarrollar nuevas terapias para múltiples trastornos al enfocarnos en uno de esos factores clave ".
Esta investigación fue apoyada por el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard, el Premio DoD Breth Cancer Breakthrough Award y el Instituto Nacional del Cáncer.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Lindsay Brownell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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