Nel loro studio, pubblicato su Small Methods , il team ha presentato un dispositivo magnetico extracorporeo per la pulizia del sangue che utilizza nanoparticelle magnetiche (MNP) avvolte da nanovescicole derivate da globuli rossi (RBC-MNV).

Utilizzando nanocluster superparamagnetici (SPNC), il nuovo metodo è in grado di rimuovere rapidamente ed efficacemente le sostanze patogene e correlate ai patogeni che causano la sepsi. I risultati degli esperimenti preclinici hanno inoltre convalidato l'utilità clinica del loro metodo di purificazione del sangue basato su SPNC trattando suini modello batteriemico infetto in modo letale che presentano caratteristiche fisiologiche simili a quelle umane.

"Il nostro studio evidenzia la significativa riduzione degli agenti patogeni sia nel sangue che negli organi principali, nonché il miglioramento dei parametri emodinamici ed ematologici, seguito dalla conservazione e dal ripristino delle principali funzioni degli organi", ha osservato il professor Kang.

"Inoltre, è stato possibile rimuovere efficacemente un'ampia gamma di agenti patogeni e infiammatori nel sangue e negli organi principali senza previa diagnosi, portando a un effetto terapeutico rivoluzionario."

La sepsi è una risposta infiammatoria sistemica anomala alle infezioni, che induce il sistema immunitario ad attaccare i tessuti e porta a infiammazione e potenziale danno agli organi. Tuttavia, attualmente non esistono trattamenti farmacologici efficaci per la sepsi.

In uno studio precedente condotto nel 2022, il professor Kang e il suo gruppo di ricerca hanno sviluppato una tecnologia simile utilizzando MNP scavenger avvolti da nanovescicole derivate da cellule del sangue (MNV), che sradicano magneticamente una gamma estrema di agenti patogeni in un circuito extracorporeo.

Tuttavia, la tecnologia sviluppata nello studio precedente presentava limitazioni tecniche nella pratica clinica, rendendo difficile purificare diversi litri di sangue extracorporeo a causa del basso tasso di magnetizzazione. La tecnologia ha mostrato anche limiti tecnici nella pratica clinica reale. Era difficile purificare diversi litri di campioni di sangue extracorporeo a causa della bassa suscettibilità magnetica, una forza attratta da un campo magnetico esterno.

Il team ha condotto calcoli teorici per determinare la dimensione e la distribuzione delle MNP necessarie per purificare il sangue dei pazienti adulti entro un'ora e ha identificato i valori ottimali. Sviluppando un nuovo metodo di sintesi idrotermale, sono stati in grado di sintetizzare SPNC con un tasso di magnetizzazione e un'uniformità delle particelle migliorati.

Hanno ulteriormente convalidato l’utilità clinica del loro metodo di purificazione del sangue basato su SPNC trattando suini modello batteriemico infetti in modo letale. È stato inoltre confermato che il loro dispositivo extracorporeo può catturare e separare magneticamente rapidamente un'ampia gamma di agenti patogeni a velocità di flusso sanguigno elevate (>6 L h ⁻¹ ) in un modello di sepsi suina.

"La tecnologia di recente sviluppo per la sintesi di nanoparticelle superparamagnetiche offrirà anche vantaggi nelle valutazioni di sicurezza riducendo al minimo gli effetti collaterali e garantendo che non rimangano nanoparticelle magnetiche nel sangue del paziente", hanno affermato il primo autore Sung Jin Park, il ricercatore Suhyun Kim e In Won Park.

"Abbiamo in programma di certificare e implementare dispositivi medici in modo che questa tecnologia possa essere utilizzata in campo medico", ha affermato il professor Kang. "Sviluppando un nuovo concetto di tecnologia per il trattamento delle malattie infettive che può essere utilizzato come strategia di sicurezza sanitaria per rispondere a epidemie di malattie infettive nuove e mutate, miriamo a rimuovere vari tipi di agenti patogeni senza diagnosi preventiva."