Uma potencial mudança de jogo para a medicina de emergência: plaquetas sintéticas

Imagine ser um paramédico tratando um paciente de trauma que está sangrando muito. Você sabe que a vida do seu paciente está em perigo, mas não há muito que você possa fazer porque o paciente precisa de uma infusão de sangue contendo plaquetas. As plaquetas estimulam a coagulação, ajudam a parar o sangramento e são essenciais em emergências como essa. No entanto, a bordo da sua ambulância, nenhuma está disponível.

Acontece que não é um problema incomum.

Ao contrário do sangue total (plasma, glóbulos vermelhos e brancos e plaquetas) que pode ser armazenado por até um mês sob refrigeração constante, as plaquetas por si só precisam de um tipo de atenção diferente e ainda mais desafiador. Elas exigem agitação constante para evitar que se aglomerem e devem ser mantidas em temperatura ambiente para manter sua função de coagulação. O risco aumentado de contaminação bacteriana em temperatura ambiente significa que elas têm uma vida útil mais curta.

“As plaquetas duram apenas cerca de cinco dias”, disse Ashley Brown, Ph.D., professora associada no programa conjunto de engenharia biomédica da North Carolina State University e da University of North Carolina em Chapel Hill. “Isso as torna um dos elos mais fracos — mas mais críticos — na cadeia quando você olha para produtos sanguíneos que precisamos acessar rapidamente.”

E isso é só o começo das dificuldades. As plaquetas são frequentemente escassas, pois são coletadas de doadores humanos, são difíceis de transportar e podem trazer riscos de contaminação.

Uma solução milagrosa?

Para superar esses obstáculos, Brown e sua equipe criaram algo novo que pode preencher todos os requisitos: plaquetas sintéticas. As plaquetas sintéticas que eles projetaram têm uma longa vida útil, podem ser armazenadas sob uma variedade de condições e não apresentam riscos de contaminação nos modelos animais em que foram testadas até agora.

As plaquetas são criadas usando nanopartículas de hidrogel — géis invisíveis a olho nu que são formados por uma mistura de água e um pouquinho de moléculas de polímero para dar-lhes estrutura. Brown chama o resultado mágico de “gelatina na microescala” — exceto por um aprimoramento.

“Nós projetamos as plaquetas de uma forma que as tornasse extra macias”, disse Brown. “Era muito importante para nós imitar as características das plaquetas naturais.”

Uma área em que essas plaquetas sintéticas realmente brilham é sua capacidade de focar no local da lesão após injetá-las intravenosamente, disse Ronald Warren, Ph.D., diretor de programa na Divisão de Doenças e Recursos do Sangue no NHLBI. “Outros métodos para tratar hemorragia interna podem correr o risco de formação de coágulos fora do alvo, o que pode levar a derrame, ataque cardíaco ou embolia pulmonar”, explicou ele.

As plaquetas de Brown são projetadas para incorporar fragmentos de anticorpos na superfície do hidrogel que se ligam a uma proteína, chamada fibrina, que é produzida naturalmente quando o corpo é ferido. As plaquetas usam o anticorpo como um mecanismo de homing para ir diretamente ao local da lesão. O trabalho da fibrina é gerar uma substância semelhante a uma malha para aumentar a formação do coágulo. Os pesquisadores descobriram que as plaquetas sintéticas podem ajudar a enrijecer o coágulo e estabilizá-lo, o que então auxilia no processo de cicatrização da ferida após a coagulação acontecer.

“Essa foi uma descoberta realmente emocionante e uma surpresa total quando a descobrimos pela primeira vez”, disse Brown. Ela explicou que se uma pessoa está sangrando excessivamente, o corpo não é capaz de produzir fibrina suficiente. Mas quando suas plaquetas são infundidas, elas podem realmente acelerar a formação de fibrina.

Após atingirem o local da lesão e se tornarem ativas, as plaquetas, devido à sua maciez, também podem mudar de forma — de arredondadas para mais parecidas com estrelas, imitando o que as plaquetas naturais fazem no corpo. Essa mudança estimula um processo chamado retração do coágulo, ou o encolhimento de um coágulo sanguíneo para permitir que as bordas da parede do vaso sanguíneo lesionado sejam lentamente reunidas novamente para reparo.

A maciez das plaquetas lhes dá outra vantagem no final do processo. “Elas podem passar por poros muito menores do que seu tamanho, permitindo que sejam excretadas pelos rins”, disse Brown. “Normalmente, elas se acumulariam no fígado, o que poderia ter efeitos prejudiciais.”

Ainda testando — e mostrando promessa

Brown e sua equipe de pesquisa têm testado as plaquetas sintéticas em uma variedade de modelos animais, e até agora os resultados têm sido positivos. Em camundongos com lesões no fígado, as plaquetas sintéticas foram diretamente para o local da lesão e tiveram os menores níveis de perda de sangue quando comparados a camundongos que receberam plaquetas normais ou uma solução de controle de soro fisiológico. Sete dias após a lesão, os camundongos que receberam as plaquetas sintéticas também tiveram as menores feridas, um sinal de cura melhorada. Testando em ratos com uma lesão no vaso sanguíneo em vez do fígado, os pesquisadores encontraram resultados promissores semelhantes.

Mas Brown disse que os porcos são o padrão ouro, por sua capacidade de fornecer maior percepção sobre como as plaquetas sintéticas podem funcionar em humanos. Quando administradas imediatamente após uma lesão hepática em porcos, as plaquetas sintéticas viajaram para o local da lesão e reduziram a perda de sangue. Elas também não causaram nenhuma reação alérgica ou do sistema imunológico mensurável e começaram a ser excretadas pelos rins em apenas duas horas após a injeção.

“Achamos que as plaquetas sintéticas podem ser a melhor coisa desde o pão fatiado, mas isso ainda precisa ser determinado por meio de mais testes”, disse Brown. Sua equipe ainda está experimentando para encontrar as condições ideais para armazenar as plaquetas para os melhores resultados. Atualmente, os testes mostram que elas podem ser armazenadas como um pó liofilizado, o que pode ser útil em ambulâncias ou situações de trauma semelhantes, como no campo de batalha, ou suspensas em uma solução que pode ser melhor para uso hospitalar.

Enquanto eles continuam testando as condições de armazenamento, Brown lançou uma empresa com sua colega Seema Nandi, Ph.D. atuando como CEO. A SelSym Biotech está focada em concluir todas as etapas necessárias, como fabricação, estudos pré-clínicos e ensaios clínicos, para colocar as plaquetas sintéticas em uso clínico. Ela avaliará a estabilidade e a segurança de longo prazo das plaquetas, bem como elaborará os processos para aumentar a produção após os testes em humanos mostrarem que elas são seguras e eficazes. Brown espera que esses ensaios comecem em cerca de dois anos.

“Ao desenvolver uma nova geração de opções de tratamento para medicina de emergência, esta pesquisa pode ajudar a melhorar os resultados dos pacientes, ao mesmo tempo em que reduz potencialmente os custos com assistência médica”, disse Warren. “Ao contrário das plaquetas doadas, que podem variar em qualidade, as plaquetas sintéticas poderiam potencialmente ser produzidas em grandes quantidades com qualidade e desempenho uniformes.”

Brown disse que tem esperança de que as plaquetas cheguem em breve aos veículos de serviços médicos de emergência, kits médicos militares e hospitais, para que seu trabalho “extremamente motivador” para salvar vidas finalmente dê frutos.

“Tantas pessoas morrem por ferimentos sangrentos desnecessários”, ela disse. “Estou esperançosa de que esse trabalho possa ter um grande impacto.”