Come rilevare la presenza di coaguli di sangue nei vasi sanguigni?
Recentemente i ricercatori si sono concentrati sullo sviluppo di un nuovo modo per rilevare la presenza di coaguli di sangue all’interno dell’organismo umano.
Lo studio, pubblicato su Nature’s Scientific Reports, è stato condotto dal team di ricerca di Abhishek Jain e David J. Luna della Texas A&M University.
A differenza di quanto mostra un libro di testo di biologia, i vasi sanguigni non sono cilindri dritti. Sono canali tortuosi con curve complesse e spirali. Quando il sangue raggiunge queste incurvature, modifica la sua meccanica fluidica e l’interazione con la parete del vaso che sta attraversando. In condizioni fisiologiche, ciò coesiste in armonia con il microambiente tortuoso. In condizioni patologiche, invece, la tortuosità dei vasi potrebbe causare un flusso sanguigno complesso che attiva meccanismi che portano alla formazione di coaguli di sangue.
I dispositivi medici, basati interamente su metodi chimici, utilizzati attualmente per rilevare i coaguli e valutare gli effetti dei farmaci anticoagulanti non sono altamente predittivi e spesso provocano falsi positivi o falsi negativi.
Per affrontare il problema da una nuova prospettiva, i ricercatori hanno progettato un micro-dispositivo che imita la tortuosità dei vasi sanguigni tortuosi al cui interno hanno ricreato un microambiente patologico in cui il sangue coagula rapidamente.
Hanno dimostrato che questo dispositivo biomimetico potrebbe essere utilizzato per la progettazione e il monitoraggio di farmaci somministrati ai pazienti che soffrono di disturbi della coagulazione. Potrebbe trovare impiego anche nella medicina di precisione per il monitoraggio di terapie pro-trombotiche o antitrombotiche e per l’ottimizzazione dall’approccio terapeutico.
Il dispositivo è stato valutato in pazienti pediatrici in terapia intensiva
Dopo aver sviluppato il dispositivo, il team lo ha portato sul campo per uno studio pilota. In collaborazione con il Dr. Jun Teruya, capo della medicina trasfusionale presso il Texas Children’s Hospital e il Baylor College of Medicine, si è coordinato con i clinici per testarlo su pazienti pediatrici in terapia intensiva con problemi cardiaci e respiratori. Questi pazienti necessitavano del sistema ECMO. Si tratta di un dispositivo per l’ossigenazione extracorporea a membrana che fornisce supporto cardiaco e respiratorio agevolando lo scambio ematico di ossigeno e anidride carbonica.
Una complicanza comune del sistema ECMO è la formazione di coaguli di sangue, quindi ai pazienti vengono somministrati farmaci anticoagulanti. Altre complicanze che possono insorgere sono emorragia arteriosa, emolisi e trombocitopenia correlati alla velocità della pompa che causa un danno meccanico. Quindi, i pazienti pediatrici anticoagulati sottoposti ad ECMO sono particolarmente inclini a sanguinamento.
Gli attuali test di rilevamento dei coaguli di sangue a base chimica sono costosi, richiedono molto tempo, possono essere inaffidabili e richiedere un tecnico qualificato. Per il nuovo metodo, invece, non servono sostanze chimiche costose. È rapido, utilizza un volume ridotto di campioni di sangue ed è facile da usare.
Avendo l’opportunità di testare il loro sistema con pazienti reali, i ricercatori hanno dimostrato che questo dispositivo è in grado si rilevare il sanguinamento in pazienti anticoagulati con conta piastrinica bassa.
Per Abhishek Jain e il suo team la fase successiva è la prosecuzione degli studi clinici per confrontare il loro approccio ai metodi standard e, si spera, dimostrare i vantaggi chiave del dispositivo.
Lisa Frisco
