Los Investigadores exploran las señales celulares producidas por el cuerpo en respuesta a daño traumático

Published on February 18, 2013 at 2:59 AM · No Comments

Cuando se trata de curar las heridas terribles de la guerra, el éxito puede articularse en el coágulo de primera sangre - el que comienza a formar en el campo de batalla justo después de un daño.

Los Investigadores que exploran la secuencia compleja de las señales celulares producidas por el cuerpo en respuesta a un daño traumático creen que la reacción inicial - formación de un coágulo de sangre - puede controlar la cura subsiguiente. Usando esa información, están desarrollando nuevos biomateriales, incluyendo las plaquetas de sangre artificial atadas con las substancias químicas reguladoras que se podrían incluir en un dispositivo del inyector la talla de un iPhone. Los Soldados heridos en la acción podrían utilizar el dispositivo para tratarse, la extracción de aire de ayuda del mando, estabilizando el daño y fijando el curso correcto para curar.

La Formación de coágulos de sangre del “proyectista” de las plaquetas artificiales sería accionada por el mismo factor que inicia los procesos de coagulación naturales del cuerpo. En los modelos animales, las plaquetas sintetizadas redujeron tiempo de coagulación por el aproximadamente 30 por ciento, aunque los materiales todavía no se han probado en seres humanos.

“La idea es tener en las tecnologías del campo de batalla que entregarían un biomaterial capaz de encontrar donde está de suceso y que aumenta la extracción de aire los propios procesos de coagulación del cuerpo,” dijeron a Thomas Barker, profesor adjunto en el Wallace H. Coulter Department de la Ingeniería Biomédica en la Tecnología de Georgia y la Universidad de Emory. “Simultáneamente, el material ayudaría a dar instrucciones la bioquímica y la biofísica de la estructura del coágulo que regularía la cura subsiguiente.”

Barker se programa para presentar la información el investigación el Viernes 15 de Febrero en un aleccionamiento en la reunión anual de la Asociación Americana para el Adelanto de la Ciencia (AAAS). La investigación ha sido patrocinada en parte por los Institutos de la Salud Nacionales (NIH), por el Departamento de Defensa de los E.E.U.U. a través del Centro para la Bioingeniería Avanzada para la Supervivencia del Soldado en la Tecnología de Georgia, y por una beca postdoctoral de la Asociación Americana del Corazón a Ashley Brown, un becario postdoctoral que trabajaba sobre el proyecto.

Después de un daño, la necesidad más crítica es parar la extracción de aire. Pero como los daños traumáticos curan, producen a menudo importante marcando con una cicatriz eso son difíciles de tratar. Los investigadores de la Tecnología de Georgia están trabajando a ambos lados del problema, desarrollando las técnicas de la transmisión de señales de la célula que pueden distraer la formación de cicatrices - así como de técnicas para dirigir la fibrosis que es a menudo el resultado a largo plazo. Más Allá de alto de ayuda la extracción de aire, las plaquetas sintetizadas entregaría las substancias químicas reguladoras diseñadas para evitar el marcar con una cicatriz.

“El coágulo de sangre termina real hacia arriba la dirección cómo el proceso curativo de la herida entera va a ocurrir,” de Barker dijo. “La matriz inicial del coágulo da instrucciones los comportamientos celulares muy específicos que tienen consecuencias para la onda siguiente de células que viene hacia adentro hacer los trabajos específicos, que tienen consecuencias para la onda siguiente de células. Si podemos modificar ese coágulo inicial, puede convertirse en la matriz tridimensional necesaria para construir el tejido regenerado o reparado.”

Las plaquetas sintetizadas, hechas de las estructuras minúsculas conocidas como hidrogeles, se podrían inyectar en la circulación sanguínea donde circularían hasta activado por los propios procesos de coagulación del cuerpo. Una Vez Que estuvieron activadas, las partículas - que son cerca de un micrón de diámetro - desformarían, convirtiendo a una película fina que ayudaría a heridas del sello. Para desarrollar estos hidrogeles, Barker está colaborando con Andrew Lyon, profesor en la Escuela de la Tecnología de Georgia de la Química y de la Bioquímica.

La circulación sanguínea contiene las proteínas conocidas como fibrinógeno que son los precursores para la fibrina, el polímero que proporciona a la estructura básica para los coágulos de sangre naturales. Cuando reciben las señales correctas de una proteína llamada trombina, estos precursores se polimerizan en el sitio de la extracción de aire. Para prevenir la activación involuntaria de sus plaquetas sintetizadas, los investigadores utilizan el mismo disparador.

Los investigadores siguieron un proceso conocido como evolución molecular para desarrollar un anticuerpo que se podría asociar a los hidrogeles para hacer su formulario cambiar cuando encuentran la fibrina trombina-activada. El anticuerpo resultante tiene la alta afinidad para el formulario polimerizado de la fibrina y afinidad inferior para el precursor.

“Sabíamos que la molécula que quisimos y conocíamos los dominios que eran críticos para el reconocimiento,” Barker dijo. “El concepto de diseño primario era la capacidad de reconocer un activo, formando el coágulo del precursor soluble, inactivo.”

Las plaquetas artificiales se han probado hasta ahora en ratas, y por separado usando in vitro sistemas endoteliales simulados en el laboratorio de la Fuga de Wilbur, un profesor adjunto en la Universidad de Emory en Atlanta. El trabajo está Sin Embargo muy lejos de un dispositivo que se podría utilizar en el campo de batalla, Barker preve el transitioning de la investigación a una compañía de lanzamiento que desarrolla la tecnología para mejorar la supervivencia para los soldados heridos.

“Usted podría tenerlo literalmente en la cavidad de cualquier soldado, que podría dispararlo fuera cuando estaba necesitada,” Barker explicó. “Pues la aguja es extendida, usted rompería el conjunto de partículas liofilizadas. El dispositivo entonces sería puesto en el abdomen, donde las partículas serían inyectadas en la circulación sanguínea. Circularían inactivo hasta que encontraran el lanzamiento de la coagulación.”

Una Vez Que la extracción de aire fue parada, los cytokines y las pastas antiinflamatorias dentro del coágulo del “proyectista” podrían ayudar a determinar el fenotipo que debe ser adoptado por las células curativas y regular su comportamiento. Eso fijaría el escenario para el proceso curativo subsiguiente.

Para ayudar a los soldados que sufren ya de los efectos de la fibrosis - la contracción del tejido marcado con una cicatriz - los investigadores están desarrollando un polímero al cual se asocie un péptido natural. Las ayudas del péptido regulan el proceso de la reparación que produce cicatrices y podría ayudar final a reducir o a invertir los efectos de la fibrosis. La técnica ha invertido los efectos de la fibrosis pulmonar en un modelo animal.

La investigación se centra Sin Embargo en las necesidades de los soldados heridos en el campo de batalla, muchos de las tecnologías podría encontrar final uso civil. Porque las plaquetas artificiales activarían solamente cuando el encuentro trombina-activó la fibrina, podrían ser utilizadas por los técnicos médicos de la emergencia que trataban a los pacientes en quienes se sospecha la extracción de aire interna, Barker dijo.

Fuente: Instituto de Tecnología de Georgia

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