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En búsqueda de sustitutos de la sangre

WASHINGTON, DC – En la mayoría de los países desarrollados, los pacientes pueden estar tranquilos sabiendo que las transfusiones sanguíneas son seguras; el problema es que a veces, mantener un suministro constante de sangre de donantes no contaminada es difícil. ¿Habrá algún modo de asegurar de una vez y para siempre un suministro adecuado de sangre segura?

La sangre para transfusiones usada en la actualidad (que a menudo procede de donantes voluntarios) puede estar contaminada con VIH y otros agentes infecciosos. Además, necesita conservarse en frío y su vida útil es de 28 días. El temor a la contaminación (y el interés militar en contar con suministros más duraderos) han hecho que desde hace mucho tiempo la investigación de alternativas sintéticas sea una prioridad de la ciencia médica.

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La idea de usar sustitutos de la sangre se propuso por primera vez en el siglo XVII y todavía atrae el interés de los investigadores. En la búsqueda de sustitutos de la sangre que sean duraderos, fáciles de transportar y de uso universal, ya se han desarrollado diversos productos con potencial de revolucionar la medicina transfusional y que podrían servir de sustitutos para la transfusión de sangre normal en situaciones extremas (por ejemplo, en el campo de batalla).

Pero, después de más de tres décadas de intenso trabajo en investigación y desarrollo, no hay ningún producto clínicamente viable que haya sido aprobado por los organismos de regulación; esto se debe a que la búsqueda de esta clase de productos supone importantes dificultades.

La sangre es un complejo caldo compuesto por proteínas plasmáticas, glóbulos rojos, plaquetas y otros componentes celulares. Estos elementos realizan funciones cruciales, por ejemplo el transporte de oxígeno, nutrientes e inmunoglobulinas (sustancias que nos protegen de las infecciones) y la regulación del contenido de agua, la temperatura y el nivel de pH.

A inicios del siglo XX, los investigadores comenzaron a estudiar una proteína presente en los glóbulos rojos, llamada hemoglobina, que es la responsable de llevar el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta el resto del cuerpo, y hallaron que una vez aislada de células en proceso de envejecimiento (procedentes de sangre humana o vacuna, o de fuentes genéticamente modificadas), la hemoglobina en forma libre se puede rejuvenecer, estabilizar químicamente y volver a transfundir en el organismo como un “sustituto” de la sangre capaz de transportar oxígeno tan bien como los glóbulos rojos, pero durante mucho menos tiempo. (También se han investigado sustitutos sintéticos no compuestos de hemoglobina, los llamados fluorocarbonos, pero se descubrió que no transportan el oxígeno tan bien.)

Pero la hemoglobina libre puede hacer estragos en el cuerpo humano, donde es capaz de provocar hipertensión, paro cardíaco e incluso la muerte. De hecho, en casi todos los seres vivos, la hemoglobina se encuentra encapsulada dentro de los glóbulos rojos; estos protegen al cuerpo de los efectos negativos de esta proteína y al mismo tiempo, protegen a la hemoglobina de las enzimas digestivas del organismo. Sin embargo, los expertos creen que es posible usar productos basados en la hemoglobina para salvar la vida de pacientes que han sufrido lesiones graves o para tratar a aquellos que rechazan las donaciones de sangre por motivos religiosos (por ejemplo, los Testigos de Jehová).

La hemoglobina contiene unos componentes llamados grupos hemo, que son compuestos químicos que incluyen hierro (un metal de transición que reacciona con el oxígeno dando lugar a la oxidación). La hemoglobina “buena” (la única capaz de transportar oxígeno) contiene hierro en forma ferrosa, pero fuera de los glóbulos rojos el hierro se oxida en forma incontrolable y da lugar a una forma “mala”, la hemoglobina férrica, y otra “peor”, la ferril hemoglobina. Cuando en el sistema circulatorio de una persona se libera hemoglobina en estos estados de oxidación avanzados, termina autodestruyéndose y dañando las moléculas del tejido circundante.

Puesto que estas formas dañinas de la hemoglobina son difíciles de estudiar en seres vivos, no se las investigó mucho. En cambio, los investigadores se concentraron en estudiar estrategias para prevenir que los riñones filtren la hemoglobina transfundida; para evitar que la hemoglobina se escape por las paredes de los vasos sanguíneos; y para evitar que la hemoglobina sintética destruya el óxido nítrico (un gas que se produce en los vasos sanguíneos y los ayuda a dilatarse y aumentar el flujo sanguíneo). Algunos investigadores consideran que la reacción con el óxido nítrico es el principal problema, ya que eleva la presión sanguínea.

Pero en la búsqueda de modos de controlar estas reacciones oxidativas se han hecho algunos avances. Diversos investigadores (incluido personal de mi laboratorio) han estudiado cómo hace el organismo para controlar naturalmente la liberación de hemoglobina que se produce ocasionalmente a partir de glóbulos rojos en proceso de envejecimiento o de células afectadas por enfermedades de la sangre (por ejemplo, la anemia hemolítica). Descubrieron que la primera línea de defensa del organismo contra la oxidación de la hemoglobina es un proceso de reducción, por el cual ciertas moléculas como el ácido úrico o el ácido ascórbico (vitamina C) impiden la oxidación del hierro al reducirlo a formas con menos capacidad de reaccionar con el oxígeno.

Además, hay todo un ejército de proteínas sanguíneas especializadas en limpiar la sangre de hemoglobina y sus fragmentos. Estas proteínas reducen la toxicidad de la hemoglobina y colaboran con su eliminación en forma segura, entregándosela a otros procesos de modificación dentro de células especializadas llamadas macrófagos. Por ejemplo, hay una proteína llamada haptoglobina que se une fuertemente a subunidades de la hemoglobina, mientras que la hemopexina captura los grupos hemo liberados por la hemoglobina. Algunas posibilidades terapéuticas descubiertas recientemente incluyen la transfusión conjunta de haptoglobina con hemoglobina en circulación o con vitamina C (aditivos con características promisorias para el desarrollo de sustitutos eficaces y seguros de la sangre).

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Los investigadores deben continuar estos avances. Obtener sustitutos seguros de la sangre y nuevas opciones terapéuticas que aumenten la eficacia de las transfusiones sanguíneas mejoraría considerablemente el tratamiento de pacientes en situaciones complejas, algo que, en definitiva, equivale a salvar numerosas vidas.

Traducción: Esteban Flamini