Dispositivos bio-híbridos actúan como «termostato de control de inflamacion en la sepsis

Un biorreactor pequeño, que bombea una proteína anti-inflamatoria para evitar daños en los órganos y otras complicaciones en una rata con una inflamación aguda causada por los productos bacterianos en un modelo de sepsis, según un informe de investigadores de la Universidad de Pittsburgh de Medicina y el Instituto McGowan de Medicina Regenerativa. Los hallazgos fueron publicados hoy en la edición inaugural de la Ciencia y la Tecnología disruptiva.

La inflamación es una respuesta biológica necesaria que trae las células y las proteínas en el sitio de la lesión de los tejidos que lidian con agentes extranjeros, como las bacterias y los productos que producen, y para comenzar el proceso de curación, explicó el autor principal, Yoram Vodovotz, Ph.D., profesor del Departamento de Cirugía, y Director del Centro de Modelamiento inflamación y Regenerativa en el Instituto McGowan. Pero a veces, la respuesta inflamatoria se intensifica para hacer daño por su cuenta, provocando más inflamación en un ciclo auto-sostenible y peligroso.

«En la sepsis, por ejemplo, la respuesta inflamatoria evoluciona demasiado rápido, pero las estrategias de tratamiento disponibles apuntan a prevenir la inflamación por completo», dijo. «Un enfoque mejor sería rechazar la respuesta cuando ya es demasiado fuerte, y aún así tener la inflamación de señalización adecuada para promover la reparación de los tejidos.»

Durante la inflamación, el cuerpo produce una proteína llamada factor de necrosis tumoral-alfa, o TNF-α. También hace que su contrapartida, el TNF-α soluble del receptor, o sTNFR, que se une y reduce el nivel de TNF-α. En algunas situaciones, tales como septicemia, sTNFR no se hace suficiente para limitar la respuesta inflamatoria.

El Dr. Vodovotz y su equipo cargado un biorreactor pequeño con células del hígado que hace sTNFR continuamente. A través de una vía intravenosa, la sangre de una rata anestesiada experimenta una inflamación aguda, pero transitoria que se bombea a través del bioreactor, dejando al descubierto las células de ingeniería.

Cuando el biorreactor se cargó con sTNFR, los niveles de sTNFR aumentaran más allá de lo que el animal podría producir por sí mismo, mientras que niveles de TNF-disminuyó, al igual que otros marcadores de la inflamación. La presión de la sangre del animal también ha mejorado, y los marcadores de daño orgánico se redujeron.

«Este dispositivo bio-híbridos actúa como una especie de termostato de la inflamación», dijo el Dr. Vodovotz. «Al cargar con las células que producen diferentes cantidades de sTNFR, u otros bloqueadores inflamatorios, pronto podremos ser capaces de adaptar las intervenciones a un delicado equilibrio entre la inflamación y la respuesta inmune sobre la base de la situación médica del paciente.»

Su equipo ahora está explorando la eficacia de las células por ingeniería genética para producir sTNFR basado en la producción individual de TNF-α, en lugar de forma continua, con el fin de crear una respuesta específica de la enfermedad para cada paciente. Dicha plataforma personalizada terapia medicina podría ser extendido sobre la base de conocimiento emergente en relación con la biología de la inflamación.

El grupo también está Vodovotz la creación de modelos informáticos de la inflamación, que podrían ser utilizados para diseñar la próxima generación de este dispositivo. La portabilidad del dispositivo podría ser particularmente útil en el campo de batalla, donde la intervención temprana para controlar la inflamación sistémica después de la lesión podría mejorar las posibilidades de supervivencia.

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