Una nueva tecnología podría ayudarle a los doctores a predecir cuándo los pacientes están en riesgo de complicaciones serias.
Anne Trafton, MIT News Office. Original (en inglés).
Hace más de 60 años, los científicos descubrieron la causa subyacente de la anemia falciforme: La gente con la enfermedad producía células rojas con forma de hoz o media luna que obstruyen las capilaridades en lugar de fluir suavemente, como lo hacen las células rojas ordinarias con forma de disco. Esto puede causar un dolor severo, daño a otros órganos y un tiempo de vida significativamente más corto.
Los investigadores descubrieron después que la enfermedad resulta de una mutación en la proteína de la hemoglobina, y se dieron cuenta de que la forma de hoz – vista más comúnmente en las personas de climas tropicales – es en realidad una adaptación evolutiva que puede ayudar a proteger de la malaria.
Sin embargo, a pesar de todo lo que los científicos han aprendido sobre la enfermedad, que afecta a 13 millones de personas en el mundo, hay pocos tratamientos disponibles. “Aún no tenemos terapias lo suficientemente efectivas y no tenemos un buen conocimiento de como se manifiesta la enfermedad de manera diferente en diferentes personas”, dice Sangeeta Bhatia, Profesora de Ciencias de la Salud de John y Dorothy Wilson e Ingeniería Eléctrica y Ciencia Computacional en el MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Bhatia, el postdoctorado del MIT David Wood, y colegas en la Universidad de Harvard, el Hospital General de Massachusetts (MGH) y el Hospital Brigham and Women han diseñado una simple prueba sanguínea para predecir si los pacientes de anemia falciforme tienen un alto riesgo de dolorosas complicaciones de la enfermedad. Para llevar a cabo la prueba, los investigadores miden que tan bien las muestras de sangre fluyen a través de un dispositivo microfluídico.
El dispositivo, descrito el primero de marzo en el diario “Science Translational Medicine”, podría ayudar a los doctores a monitorear a los pacientes de anemia falciforme y determinar el mejor curso de tratamiento, dice Bhatia. También podría ayudar a los investigadores a desarrollar nuevas drogas para la enfermedad.
Monitoreando el flujo sanguíneo
Los pacientes de anemia falciforme comúnmente sufren de anemia por que sus glóbulos rojos anormales no duran mucho en circulación. Sin embargo, la mayoría de los síntomas asociados con la enfermedad son causados por las crisis vaso-oclusivas que ocurren cuando los glóbulos con forma de hoz, que son más duros y más pegajosos que los glóbulos rojos normales, obstruyen los vasos sanguíneos y bloquean el flujo sanguíneo, esto puede causar isquemia (sufrimiento celular que puede incluso llegar a causar la muerte de células y tejidos conocida como necrosis, ya que las células no reciben el suficiente oxígeno ni nutrientes). La frecuencia y severidad de estas crisis varía ampliamente entre pacientes, y no hay manera de predecir cuando ocurrirán.
“Cuando un paciente tiene un colesterol alto, puedes monitorear su riesgo de enfermedades cardíacas y la respuesta a la terapia con una prueba sanguínea. Con la anemia falciforme, a pesar de que los pacientes tienen los mismos cambios genéticos subyacentes, algunos sufren tremendamente mientras que otros no – y todavía no tenemos una prueba que pueda guiar a los médicos en tomar decisiones terapéuticas”, dijo Bhatia.
En el 2007, Bhatia y L. Mahadevan, un profesor de Harvard de matemáticas aplicadas que estudia fenómenos naturales y biológicos, comenzaron a trabajar juntos para entender como las células con forma de hoz se mueven a través de las capilaridades. En el estudio actual, los investigadores recrearon las condiciones que pueden crear una crisis vaso-oclusiva: Dirigieron la sangre a través de un microcanal y redujeron su concentración de oxígeno, lo que provoca que los glóbulos con forma de hoz se atasquen y bloqueen el flujo sanguíneo.
Para cada muestra de sangre, midieron que tan rápidamente dejaría de fluir después de ser deoxigenada. John Higgins de MGH y la Escuela Médica de Harvard, un autor de la revista académica, comparó las muestras de sangre tomadas de glóbulos con forma de hoz de pacientes que habían o no habían hecho un viaje de emergencia al hospital o que recibieron transfusiones sanguíneas en los 12 meses anteriores, y encontró que la sangre de los pacientes con una forma menos severa de la enfermedad no se alentaron tan rápidamente como aquellas de los pacientes más severamente afectados.
Ninguna otra medida existente de propiedades sanguíneas – incluyendo concentración de glóbulos rojos, fracción de hemoglobina alterada o conteo de glóbulos blancos – puede hacer este tipo de predicción, dice Bhatia. El descubrimiento remarca la importancia de mirar la vaso-oclusión como el resultado de la interacción de muchos factores, más que una simple medida molecular, dijo ella.
Para mostrar que este dispositivo podría ser útil para el desarrollo de drogas, los investigadores también probaron una droga potencial para la anemia falciforme llamada 5-hidroximetilfurfural (HMF), que mejora la habilidad de la hemoglobina de unirse al oxígeno. Agregando la droga a la sangre, encontraron que mejoró dramáticamente cómo fluía a través del dispositivo.
Franklin Bunn, director de investigación hematológica en el hospital Brigham and Women, quien no fue parte de este estudio, dice que el dispositivo podría resultar muy útil para el desarrollo de drogas. “Provee una manera objetiva de evaluar las nuevas drogas que espero que continúen siendo desarrolladas para inhibir la deformación de glóbulos rojo”, dijo Bunn.
Los investigadores han aplicado por una patente en la tecnología y ahora están trabajando en desarrollarla como una herramienta de diagnóstico e investigación.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)