Aprovechando avances recientes en nanotecnologia y microfluidos, los investigadores han hecho progresos significativos para lograr un dispositivo que se pueda usar para retirar rapidamente patogenos de la sangre de los pacientes con sepsis, un estado en el que peligra la vida del paciente cuando una infeccion se distribuye por todo el cuerpo a traves del flujo sanguineo.
El nuevo sistema actua como un bazo artificial, filtra la sangre usando nanocuentas magneticas inyectables creadas para adherirse a microorganismos y toxinas. Despues de inyectar las cuentas, la sangre se extrae y se pasa por un dispositivo que usa un gradiente de campo magnetico para extraer los germenes adheridos a las nanocuentas. Despues, la sangre se reintroduce en el cuerpo.
Los ingenieros del Instituto Wyss de Ingenieria Inspirada en la Biologia de la Universidad de Harvard (EE.UU.), donde se esta desarrollando la tecnologia, tambien esperan que el dispositivo pueda identificar el microorganismo concreto que causa el problema, lo que podria ayudar a los medicos a decidir el tratamiento antibiotico mas eficaz de forma mas rapida de lo que lo pueden hacer mediante las pruebas diagnosticas convencionales.
En una conferencia cientifica celebrada en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard la semana pasada, Donald Ingber, uno de los inventores de la tecnologia y director del Instituto Wyss, afirmo que su grupo esta animado por los resultados preliminares de pruebas de la terapia limpiadora de la sangre en ratas. Recientemente el instituto anuncioque usaria dinero de un contrato por valor de 9,25 millones de dolares (unos 6,9 millones de euros) con la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigacion del Departamento de defensa (DARPA en sus siglas en ingles) para ayudar a "acelerar el trasvase a humanos como una nueva forma de terapia para la sepsis".
La sepsis, que mata a millones de personas anualmente en todo el mundo, se da cuando los productos quimicos liberados por el cuerpo para luchar contra una infeccion en el flujo sanguineo disparan una respuesta inflamatoria en todo el cuerpo. Los peores casos pueden dar lugar a un fallo organico multiple. Dado que cualquiera de toda una serie de organismos pueden provocar el problema, un paciente del que se cree que tiene sepsis recibe lo que se denomina un antibiotico de amplio espectro mientras los medicos hacen cultivos de su sangre para intentar identificar el organismo especifico que esta produciendo los problemas y poder recetar el antibiotico especifico que lo ataque. Este proceso puede llevar varios dias.
Pero el antibiotico de amplio espectro no siempre funciona y en muchos casos el cultivo sanguineo no sirve para identificar el patogeno. Mientras, retrasar la administracion del medicamento adecuado en apenas unas horas puede reducir significativamente las posibilidades de supervivencia de un paciente. "Hay estudios que demuestran que cada hora que un paciente recibe el antibiotico equivocado -aunque sea un antibiotico de amplio espectro fuerte-, la mortalidad aumenta de un 5 a un 9 por ciento", explica Ingber.
La sepsis tambien es una de las principales de causas de muerte entre los soldados en combate. Para enfrentarse a este problema, DARPA tiene como objetivo desarrollar una terapia portatil "al estilo de la dialisis" capaz de limpiar rapidamente la sangre que se ha extraido del cuerpo y despues devolverla al mismo. La tecnologia que buscan seria capaz de eliminar muchos tipos distintos de patogenos y funcionaria sin necesidad de anticoagulantes, que podrian producir que un soldado herido se desangrara. Los pacientes de dialisis suelen tener que tomar anticoagulantes para que su sangre no coagule dentro de las tuberias de la maquina de dialisis.
Para inspirarse a la hora de abordar este desafio, Ingber y sus compañeros observaron el sistema inmunitario humano, mas concretamente una clase de proteinas en la sangre que se adhieren a los microorganismos o toxinas potencialmente dañinos y los marcan como objetivos para otras celulas inmunes. El grupo modifico geneticamente una de estas proteinas -conocida por adherirse a mas de 90 patogenos distintos, incluyendo bacterias, hongos, virus, parasitos y toxinas- para que funcionara como la capa externa de las nanocuentas magneticas, dandoles la capacidad de recoger agentes infecciosos en el flujo sanguineo.
Tras inyectarle las cuentas, la sangre del paciente se pasa por un dispositivo externo que contiene un sistema de canales de microfluidos, cuyo diseño esta inspirado en el bazo. Dentro del dispositivo, que sus inventores han bautizado como un "bazo en un chip", la sangre contaminada fluye por los canales junto a una solucion salina. Entonces se usa un gradiente de campo magnetico para extraer las nanocuentas y los patogenos adheridos a ellas a dicha solucion. Usando este proceso, el grupo ya ha logrado el objetivo de DARPA de limpiar 1,25 litros de sangre a la hora, e Ingber cree que pueden lograr una velocidad de flujo aun mayor.
La superficie interna de los canales esta cubierta por un novedoso material llamado SLIPS (siglas en ingles de superficies porosas resbaladizas infusionadas con liquidos), inspirado por la planta Nepenthes y desarrollada tambien en el instituto Wyss. SLIPS impide que las proteinas y las plaquetas se peguen a la superficie de los canales y activen la coagulacion.
El potencial de la tecnologia no termina ahi. Puesto que el sistema puede retirar y aislar patogenos con tanta eficacia, puede proporcionar una oportunidad para identificar el organismo que esta produciendo la infeccion en el paciente sin tener que hacer un cultivo sanguineo, afirma Michael Super, cientifico senior de la plantilla del Insituto Wyss. Esto reduciria la cantidad de tiempo necesaria para decidir cual es el antibiotico mas apropiado. Ahora el grupo esta trabajando para incorporar esa capacidad al dispositivo. Management en Salud Fuente: MIT Technology Review
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