Mimi piastrinici artificiali sviluppati da un gruppo di ricerca della Case Western Reserve University e dell'Università della California, Santa Barbara, sono in grado di fermare l'emorragia nei modelli di topo il 65% più velocemente di quanto la natura possa fare da sola.

Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di imitare in modo integrato la forma, dimensione, flessibilità e chimica di superficie delle piastrine del sangue reale su piattaforme di particelle a base di albumina. I ricercatori ritengono che questi quattro fattori di progettazione insieme siano importanti nell'indurre i coaguli a formarsi più velocemente in modo selettivo nei siti di lesioni vascolari, prevenendo la formazione indiscriminata di coaguli dannosi in altre parti del corpo.

La nuova tecnologia, riportato sul giornale ACS Nano , ha lo scopo di arginare il sanguinamento in pazienti affetti da lesioni traumatiche, sottoposti a interventi chirurgici o affetti da disturbi della coagulazione dovuti a difetti piastrinici o mancanza di piastrine. Ulteriore, la tecnologia può essere utilizzata per fornire farmaci a siti bersaglio in pazienti affetti da aterosclerosi, trombosi o altre condizioni patologiche legate alle piastrine.

Anirban Sen Gupta, professore associato di ingegneria biomedica presso la Case Western Reserve, chimiche di superficie basate su peptidi progettate in precedenza che imitano le attività rilevanti per il coagulo delle piastrine reali. Basandosi su questo lavoro, Sen Gupta ora si concentra sull'incorporazione di segnali morfologici e meccanici che sono naturalmente presenti nelle piastrine per perfezionare ulteriormente il design.

"Fattori morfologici e meccanici influenzano l'emarginazione delle piastrine naturali sulla parete dei vasi sanguigni, e solo quando sono vicino al muro possono aver luogo le interazioni chimiche critiche che promuovono il coagulo, " Egli ha detto.

Questi spunti naturali hanno motivato Sen Gupta a collaborare con Samir Mitragotri, un professore di ingegneria chimica presso l'UC Santa Barbara, il cui laboratorio ha recentemente sviluppato tecnologie basate sull'albumina per produrre particelle che imitano la geometria e le proprietà meccaniche dei globuli rossi e delle piastrine.

Insieme, il team ha sviluppato nanoparticelle artificiali simili alle piastrine (PLN) che combinano morfologia, proprietà meccaniche e chimiche superficiali delle piastrine naturali.

I ricercatori ritengono che questo design raffinato sarà in grado di simulare la capacità delle piastrine naturali di scontrarsi efficacemente con globuli rossi più grandi e più morbidi nel flusso sanguigno sistemico. Le collisioni causano l'emarginazione, spingendo le piastrine fuori dal flusso principale e avvicinandole alla parete del vaso sanguigno, aumentando la probabilità di interagire con un sito di lesione.

I rivestimenti superficiali consentono alle piastrine artificiali di ancorarsi alle proteine ​​specifiche del sito di lesione, Fattore di von Willebrand e collagene, mentre induce le piastrine naturali e artificiali ad aggregarsi più velocemente nel sito della lesione.

I test su modelli murini hanno mostrato che l'iniezione endovenosa di queste piastrine artificiali formava coaguli nel sito della lesione tre volte più velocemente delle sole piastrine naturali nei topi di controllo.

La capacità di interagire selettivamente con le proteine ​​del sito di lesione, così come la capacità di rimanere meccanicamente flessibili come le piastrine naturali, consente a queste piastrine artificiali di attraversare in sicurezza il più piccolo dei vasi sanguigni senza causare coaguli indesiderati.

Albumina, una proteina presente nel siero del sangue e nelle uova, è già utilizzato con farmaci antitumorali e considerato un materiale sicuro. Le piastrine artificiali che non vengono coinvolte in un coagulo e continuano a circolare vengono metabolizzate entro uno o due giorni.

I ricercatori ritengono che il nuovo design delle piastrine artificiali possa essere ancora più efficace nei flussi sanguigni di volume maggiore, dove la marginalità alla parete dei vasi sanguigni è più prominente. Si aspettano di iniziare presto a testare queste capacità.

Questa ricerca è stata precedentemente finanziata dall'American Heart Association ed è attualmente finanziata dal National Institutes of Health.

Oltre ad arginare il sanguinamento, Sen Gupta ritiene che la tecnologia potrebbe essere utile anche per somministrare farmaci anticoagulanti direttamente ai coaguli, per trattare l'infarto o l'ictus senza dover sospendere sistematicamente il meccanismo di coagulazione del corpo. Le piastrine artificiali possono anche essere utilizzate per somministrare farmaci antitumorali a tumori metastatici che hanno elevate interazioni piastriniche. Sen Gupta sta cercando sovvenzioni per portare avanti quel lavoro.