equilibrar el mecanismo de autorregulación
Nanopartículas que contribuyen a reiniciar el flujo sanguíneo del cerebro
Una nanopartícula desarrollada en la Universidad Rice, en Estados Unidos, y probada en colaboración con el Colegio de Medicina Baylor, puede suponer grandes avances en el tratamiento de emergencia de pacientes con lesiones cerebrales, incluso para aquéllos con lesiones de carácter leve.
Redacción | 24/08/2012 11:37
Combinando el glicol de polietileno y los grupos hidrofílicos de Carbón (PEG-HCC, en sus siglas en inglés), se están acometiendo investigaciones para el tratamiento del cáncer y también para demostrar su naturaleza antioxidante. En estudios con animales, inyecciones de PEG-HCC durante el tratamiento inicial después de una lesión, ayudaron a restablecer los valores del sistema cerebrovascular.
Los resultados los ha publicado la Sociedad Americana de Química en la revista ACS Nano.
Una inyección de PEG-HCC que rápidamente estabilice la corriente sanguínea en el cerebro podría ser un avance significativo en el cuidado de emergencias y trabajos desarrollados desde el área médica, según ha reflejado el coautor del estudio, James Tour, de la Universidad Rice.
"Esta podría ser la primera línea defensiva frente a las especies reactivas del oxígeno, (ROS, en sus siglas en inglés) que siempre están sobreestimuladas durante un trauma médico, ya sea a una víctima de un accidente o a un soldado herido", han explicado Tour y W.F. Chao, catedrático de química. "Ésta se agrava cuando en esos traumas hay pérdidas masivas de sangre".
En una lesión traumática del cerebro, las células liberan una cantidad excesiva de ROS, conocida como superóxido (SO), en la sangre. Los superóxidos son tóxicos radicales libres, que el sistema inmunológico normalmente utiliza para eliminar micoorganismos invasores. El equilibrio y salud del organismo se logra con el superóxido dismutasa (SOD), una enzima que lo neutraliza. Pero incluso un trauma cerebral leve puede implicar la liberación de superóxidos en niveles pronunciados, lo que puede alterar y poner en riesgo las defensas naturales del cerebro.
"El SO es la más perjudicial de entre las especies reactivas del oxígeno, ya que es el progenitor de muchas otras", ha dicho Tour. "Si no se vigila el SO, se forma peroxinitrato y peróxido de hidrógeno. El SO es el precursor de muchos de los problemas posteriores".
Del mismo modo, el superóxido afecta al mecanismo de autoregulación que controla el sistema circulatorio sensible del cerebro. La falta de regulación puede conducir a un daño cerebral que puede ir más más allá de lo causado por el trauma inicial.
"Hay muchas facetas del daño cerebral que en última instancia, podría determinar la magnitud del daño que habrá", ha explicado Thomas Kent, coautor de la investigación, profesor de neurología el Colegio de Medicina Baylor y jefe de neurología del Centro Médico de Veteranos Michael E. DeBakey en Houston . "Una es la lesión inicial, y eso se produce más o menos en cuestión de pocos minutos, pero un gran número de cosas que ocurren después del suceso, pueden empeorar la situación y es entonces cuando podemos intervenir ".
Kent ha citado como ejemplo la segunda ráfaga de radicales libres que pueden ocurrir después de la reanimación post-lesión. "Eso es lo que tratamos: el mayor perjuicio ocurre por la necesidad de restablecer la presión corporal de la sangre, la cual provee oxígeno que conduce a los radicales libres que dañan más".
En las pruebas, los investigadores encontraron nanopartículas PEG-HCC que inmediata y completamente controlaron la actividad de superóxidos y permitió recuperar de forma rápida el equilibrio del sistema de autorregulación. Tour ha reflejado que dichas moléculas ROS, se combinan muy fácilmente con PEG-HCC, generando "un doble enlace de carbono inocuo, por lo que se produce la aniquilación radical. No hay ningún mecanismo tal en biología".
Mientras que una enzima SOD puede alterar sólo una molécula de superóxido a la vez, una sola PEG-HCC, de aproximadamente el tamaño de una proteína de gran tamaño, puede alterar cientos o miles. "Esta es una ocasión en la que un paquete de tamaño nanométrico está haciendo algo que ningún fármaco o proteína pequeña podía hacer, lo que subraya la eficacia de los activos basados ??en fármacos".
"Pocos minutos después de su inyección, el flujo sanguíneo del cerebro vuelve a la normalidad, y se puede mantener su estado con una segunda inyección. Se normalizan los radicales libres mientras se preserva el óxido nítrico (esencial en la autoregulación). Estas partículas mostraron el mecanismo antioxidante que previamente habíamos identificado como un agente de gran eficacia", ha dicho Kent. Las primeras pistas de los poderes antioxidantes de las nanopartículas PEG-HCC, se observaron durante los estudios de toxicidad de nanopartículas en el Centro de Cáncer MD Anderson. "Nos dimos cuenta de la reducción de la fosfatasa alcalina en el hígado, y fue entonces cuando uno de los investigadores del Centro Baylor mostró que las células del hígado vivían más de lo normal".
La investigación tiene implicaciones tanto para pacientes de daños cerebrovasculares como para pacientes con transplante de órganos, según ha dicho Tour. Tras el estudio inicial, el equipo de investigación espera repetir los resultados en otro laboratorio.
Los resultados los ha publicado la Sociedad Americana de Química en la revista ACS Nano.
Una inyección de PEG-HCC que rápidamente estabilice la corriente sanguínea en el cerebro podría ser un avance significativo en el cuidado de emergencias y trabajos desarrollados desde el área médica, según ha reflejado el coautor del estudio, James Tour, de la Universidad Rice.
"Esta podría ser la primera línea defensiva frente a las especies reactivas del oxígeno, (ROS, en sus siglas en inglés) que siempre están sobreestimuladas durante un trauma médico, ya sea a una víctima de un accidente o a un soldado herido", han explicado Tour y W.F. Chao, catedrático de química. "Ésta se agrava cuando en esos traumas hay pérdidas masivas de sangre".
En una lesión traumática del cerebro, las células liberan una cantidad excesiva de ROS, conocida como superóxido (SO), en la sangre. Los superóxidos son tóxicos radicales libres, que el sistema inmunológico normalmente utiliza para eliminar micoorganismos invasores. El equilibrio y salud del organismo se logra con el superóxido dismutasa (SOD), una enzima que lo neutraliza. Pero incluso un trauma cerebral leve puede implicar la liberación de superóxidos en niveles pronunciados, lo que puede alterar y poner en riesgo las defensas naturales del cerebro.
"El SO es la más perjudicial de entre las especies reactivas del oxígeno, ya que es el progenitor de muchas otras", ha dicho Tour. "Si no se vigila el SO, se forma peroxinitrato y peróxido de hidrógeno. El SO es el precursor de muchos de los problemas posteriores".
Del mismo modo, el superóxido afecta al mecanismo de autoregulación que controla el sistema circulatorio sensible del cerebro. La falta de regulación puede conducir a un daño cerebral que puede ir más más allá de lo causado por el trauma inicial.
"Hay muchas facetas del daño cerebral que en última instancia, podría determinar la magnitud del daño que habrá", ha explicado Thomas Kent, coautor de la investigación, profesor de neurología el Colegio de Medicina Baylor y jefe de neurología del Centro Médico de Veteranos Michael E. DeBakey en Houston . "Una es la lesión inicial, y eso se produce más o menos en cuestión de pocos minutos, pero un gran número de cosas que ocurren después del suceso, pueden empeorar la situación y es entonces cuando podemos intervenir ".
Kent ha citado como ejemplo la segunda ráfaga de radicales libres que pueden ocurrir después de la reanimación post-lesión. "Eso es lo que tratamos: el mayor perjuicio ocurre por la necesidad de restablecer la presión corporal de la sangre, la cual provee oxígeno que conduce a los radicales libres que dañan más".
En las pruebas, los investigadores encontraron nanopartículas PEG-HCC que inmediata y completamente controlaron la actividad de superóxidos y permitió recuperar de forma rápida el equilibrio del sistema de autorregulación. Tour ha reflejado que dichas moléculas ROS, se combinan muy fácilmente con PEG-HCC, generando "un doble enlace de carbono inocuo, por lo que se produce la aniquilación radical. No hay ningún mecanismo tal en biología".
Mientras que una enzima SOD puede alterar sólo una molécula de superóxido a la vez, una sola PEG-HCC, de aproximadamente el tamaño de una proteína de gran tamaño, puede alterar cientos o miles. "Esta es una ocasión en la que un paquete de tamaño nanométrico está haciendo algo que ningún fármaco o proteína pequeña podía hacer, lo que subraya la eficacia de los activos basados ??en fármacos".
"Pocos minutos después de su inyección, el flujo sanguíneo del cerebro vuelve a la normalidad, y se puede mantener su estado con una segunda inyección. Se normalizan los radicales libres mientras se preserva el óxido nítrico (esencial en la autoregulación). Estas partículas mostraron el mecanismo antioxidante que previamente habíamos identificado como un agente de gran eficacia", ha dicho Kent. Las primeras pistas de los poderes antioxidantes de las nanopartículas PEG-HCC, se observaron durante los estudios de toxicidad de nanopartículas en el Centro de Cáncer MD Anderson. "Nos dimos cuenta de la reducción de la fosfatasa alcalina en el hígado, y fue entonces cuando uno de los investigadores del Centro Baylor mostró que las células del hígado vivían más de lo normal".
La investigación tiene implicaciones tanto para pacientes de daños cerebrovasculares como para pacientes con transplante de órganos, según ha dicho Tour. Tras el estudio inicial, el equipo de investigación espera repetir los resultados en otro laboratorio.
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