Gli scienziati dell'Università ITMO hanno trovato un modo per fermare efficacemente l'emorragia interna tramite nanoparticelle magnetiche contenenti trombina. Un farmaco basato su queste nanoparticelle può essere iniettato per via endovenosa e consegnato direttamente nel sito di una lesione vascolare. Può accelerare la formazione di coaguli locali e ridurre la perdita di sangue complessiva di 15 volte. Le nanoparticelle non sono tossiche per l'uomo e possono essere potenzialmente utilizzate per un trattamento sicuro. I risultati sono stati pubblicati in Rapporti scientifici .

L'emorragia interna è una grave emergenza medica. Può essere causato da numerose condizioni mediche come traumi o malattie croniche e si verifica in varie parti del corpo tra cui il cervello o lo stomaco. Eppure la prognosi per la maggior parte dei casi è piuttosto pessimistica, poiché il sanguinamento interno di solito provoca ematomi, disfunzione d'organo e massiccia perdita di sangue. Per esempio, è stato recentemente stimato che il sanguinamento gastrointestinale rappresenti fino a 20, 000 morti solo negli Stati Uniti.

L'unico modo possibile per evitare questi rischi è fornire un trattamento medico adeguato e rapido. Sebbene ci siano diversi farmaci che possono fermare una grave perdita di sangue, nessuno di loro può aiutare del tutto senza un intervento chirurgico. Nel tentativo di fermare l'emorragia in modo più efficace, gli scienziati stanno sviluppando farmaci che possono essere applicati usando una semplice iniezione. Il problema principale con tali farmaci è che il rimedio deve avviare la formazione di coaguli solo nel sito del danno vascolare invece di influenzare l'intero sistema vascolare.

In un nuovo studio, gli scienziati dell'Università ITMO hanno suggerito di utilizzare nanoparticelle guidate da magneti per risolvere questo problema. Le particelle sono costituite da due componenti chiave. Il primo è la trombina, un enzima responsabile della coagulazione del sangue. Interagisce con la proteina chiamata fibrinogeno e innesca la formazione di coaguli per bloccare il vaso danneggiato. La trombina è avvolta in una speciale matrice porosa costituita da magnetite. Questo minerale è il secondo ingrediente principale e consente un controllo preciso del movimento delle particelle all'interno del corpo utilizzando un campo magnetico esterno.

Le nanoparticelle magnetiche con trombina hanno una bassa attività e non causano coagulazione del sangue se sono distribuite uniformemente nei vasi sanguigni. Pertanto è possibile iniettare una soluzione di particelle per via endovenosa e localizzarle dove necessario utilizzando un magnete. Quando il paziente riceve una porzione extra di fibrinogeno, le particelle di trombina intorno al sito della lesione interagiscono con esso e l'emorragia si ferma più velocemente.

"Abbiamo testato l'efficienza delle nanoparticelle su campioni di plasma sanguigno umano e un modello di vaso speciale, " dice Andrey Drozdov, membro del Laboratorio SCAMT dell'Università ITMO. "Dopo i primi esperimenti con il plasma, abbiamo scoperto che la trombina nelle nostre nanoparticelle è meno attiva rispetto alla sua variante libera. Eppure siamo andati avanti con i test e abbiamo condotto ulteriori esperimenti su un modello del flusso sanguigno. Siamo stati in grado di osservare come si comportano le nanoparticelle quando la nave è danneggiata. Si è scoperto che la localizzazione magnetica compensa la minore attività. Le nanoparticelle riducono il tempo di coagulazione di 6,5 volte e possono ridurre la perdita totale di sangue di 15 volte".

"Sintetizzare queste nanoparticelle non è facile, " dice il capo del laboratorio Vladimir Vinogradov. "È importante mantenere le loro dimensioni fino a 200 nanometri; altrimenti non saranno adatti per l'iniezione. Inoltre, sono necessarie condizioni di sintesi blande affinché la molecola della trombina non si scomponga e perda completamente la sua attività. Finalmente, potremmo usare solo componenti biocompatibili. Abbiamo verificato la tossicità delle nostre particelle con cellule umane e ci siamo assicurati che fossero completamente sicure anche durante un'esposizione prolungata".

Questo lavoro fa parte di un progetto più ampio che mira a creare farmaci emostatici ibridi basati su nanomateriali. Gli scienziati stanno attualmente pianificando di testare il farmaco sulla base del materiale ottenuto su modelli animali e, in caso di successo, eseguire studi clinici. I ricercatori sperano di creare un sistema di emostasi basato su nanoparticelle che sarà in grado di fermare in modo rapido ed efficiente l'emorragia interna.