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Le microsfere potrebbero salvare i pazienti i cui polmoni hanno smesso di funzionare
I ricercatori hanno sviluppato un modo per fornire ossigeno agli organi del corpo in modo sicuro, tramite microparticelle piene di gas, anche quando i polmoni del paziente hanno smesso di funzionare. I medici potrebbero un giorno utilizzare il metodo per invertire rapidamente la privazione di ossigeno nei pazienti con perdita acuta della funzione polmonare mentre vengono messe in atto soluzioni a lungo termine come il supporto per il bypass cuore-polmone.
Bolla d'aria: Un'infusione endovenosa di microparticelle piene di ossigeno (la sfera gialla in questa immagine composita) potrebbe trasportare il gas vitale ai globuli rossi in pazienti con improvvisa perdita della funzione polmonare.
Anche brevi periodi di privazione di ossigeno mettono a rischio gli organi vitali del corpo. In genere, i medici alimentano i pazienti con carenza di ossigeno con il gas attraverso ventilatori come tubi nella bocca o nel naso, ma il trattamento dipende dal funzionamento dei polmoni. In situazioni in cui le vie aeree sono bloccate o i polmoni non funzionano, esistono poche opzioni.
In tali casi, l'iniezione di ossigeno puro nel corpo non è un'opzione perché può formare bolle nei vasi sanguigni e bloccare il flusso sanguigno. Alcuni ospedali hanno macchine in grado di ossigenare il sangue di un paziente al di fuori del corpo, ma la procedura chirurgica per collegare una tale macchina di bypass è complicata e può richiedere troppo tempo in caso di emergenza, afferma l'autore dello studio John Kheir .
Qualche anno fa, come borsista del primo anno al Boston Children's Hospital, Kheir ha curato una bambina di nove mesi i cui polmoni erano stati danneggiati dalla polmonite e pieni di sangue. Nei circa 20 minuti necessari a Kheir e ai suoi colleghi per metterla sulla macchina per il bypass cuore-polmone, ha subito gravi lesioni cerebrali a causa dei bassi livelli di ossigeno ed è morta. L'esperienza ha portato Kheir a lavorare allo sviluppo di un trattamento endovenoso ad azione rapida che potrebbe aiutare i pazienti come lei con lesioni polmonari acute e gravi. L'unico modo per salvare qualcuno del genere sarebbe iniettare ossigeno direttamente nella vena, dice.
I sostituti del sangue che trasportano ossigeno sono disponibili per le trasfusioni, ma è noto che causano effetti collaterali pericolosi e inoltre in genere si basano su polmoni funzionanti. C'è davvero bisogno di qualcosa che puoi tirare fuori dallo scaffale e dare alle persone per farle superare questi periodi critici, dice Anna Weinacker, un polmone e un medico di terapia intensiva presso la Stanford Chest Clinic.
Le microsfere piene di ossigeno di Kheir, riportate oggi in Scienza Medicina Traslazionale, hanno un diametro di circa tre micrometri e sono diluiti in una soluzione comunemente usata nelle trasfusioni in modo che le particelle possano fluire anche attraverso i piccoli capillari del corpo. In provette, i ricercatori hanno trovato l'ossigeno trasferito dalle microsfere all'emoglobina, la proteina nei globuli rossi che trasporta l'ossigeno, entro quattro secondi. Hanno quindi testato le microsfere in conigli anestetizzati con la trachea bloccata. Sebbene i conigli fossero asfissiati, i loro corpi erano ossigenati e non mostravano segni di gravi lesioni agli organi.
Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare per quanto tempo la terapia può funzionare e per quanti pazienti potrebbe essere utile. Le situazioni in cui si ha un bisogno a breve termine [di ossigeno] e tutto il resto funziona non sono così comuni, afferma Gail Weinmann, esperta di malattie polmonari con il National Heart Lung and Blood Institute . Ma quando si presentano queste situazioni, una rapida infusione di ossigeno potrebbe salvare la vita, dice. Come ponte, anche 15 minuti potrebbero fare la differenza in alcune situazioni.
Kheir afferma che l'erogazione di ossigeno per via endovenosa potrebbe aiutare non solo nei momenti critici in cui vengono installate le macchine per il bypass cuore-polmone, ma anche quando i pazienti vengono ricoverati in terapia intensiva con ventilatori. Anche i pazienti instabili con ridotta funzionalità polmonare sono a rischio di livelli di ossigeno gravemente bassi, afferma. [L'obiettivo] non è rendere obsoleti i ventilatori, ma rendere i pazienti più sani, afferma Kheir.
Kheir afferma che è necessario più lavoro sugli animali da laboratorio per esplorare l'utilità clinica della tecnologia delle microsfere, che lui e alcuni dei coautori dello studio stanno brevettando. Stiamo testando la capacità di queste particelle di fornire ossigeno in altre circostanze cliniche, come arresto cardiaco e gravi emorragie, afferma.
Il team sta anche lavorando per rendere le microsfere più stabili, con l'obiettivo finale di creare una soluzione pronta all'uso che possa essere pronta per un rapido utilizzo in situazioni di emergenza.