Técnica de purificación de sangre elimina bacterias resistentes a los antibióticos mediante coágulos artificiales

Ahora, un dispositivo extracorpóreo de nuevo desarrollo puede eliminar diversas bacterias intactas de la sangre completa mediante el uso de marginación bacteriana en microfluidos y superficies de trombos sin células (TDC) con receptores de adhesina bacteriana.

Un equipo de investigación del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST, Ulsan, Corea del Sur) ha presentado una novedosa tecnología de purificación de sangre que captura y elimina bacterias del torrente sanguíneo mediante superficies artificiales similares a coágulos. Este dispositivo funciona de forma similar a la diálisis: extrae la sangre infectada, adsorbe las bacterias en los trombos artificiales y devuelve la sangre purificada al paciente.

La tecnología se desarrolló a partir de conocimientos sobre la dinámica del flujo sanguíneo. En la sangre circulante, los glóbulos rojos, que son flexibles, tienden a migrar hacia el centro del flujo, mientras que las plaquetas, más rígidas, son empujadas hacia las paredes de los vasos, un proceso denominado marginación. Los investigadores teorizaron que las bacterias, que comparten una rigidez similar a la de las plaquetas, podrían ser capturadas mediante el mismo mecanismo. El diseño del dispositivo y los parámetros del flujo sanguíneo se optimizaron para mejorar la marginación y la eliminación de bacterias.

El nuevo dispositivo de purificación de sangre extracorpórea (eCDTF, por sus siglas en inglés) incorpora una estructura en espiral dentro de su tubo central, donde se encuentran incrustados coágulos artificiales. Estos trombos artificiales, compuestos por proteínas plasmáticas sin componentes celulares como los glóbulos blancos, atraen y atrapan las bacterias que fluyen a través del tubo. Esta innovación podría conducir a nuevos tratamientos para infecciones potencialmente mortales, incluida la sepsis, incluso aquellas causadas por bacterias resistentes a los antibióticos.

Según un estudio publicado en la revista Advanced Science, el eCDTF logró eliminar eficazmente más del 90 % de bacterias patógenas principales, tanto Gram-positivas como Gram-negativas, incluidas Staphylococcus aureus (S. aureus) y Escherichia coli (E. coli), así como cepas resistentes a los antibióticos y bacterias aisladas de muestras fecales humanas.

Las pruebas preclínicas confirmaron aún más la eficacia del dispositivo. En experimentos con ratas infectadas con Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM), tan solo tres horas de circulación extracorpórea fueron suficientes para reducir significativamente la cantidad de bacterias en sangre y los marcadores inflamatorios. Órganos principales como el hígado y el bazo, que suelen ser focos comunes de infección bacteriana, también mostraron una notable disminución en la carga bacteriana. 

De manera destacable, mientras que todas las ratas del grupo de control no tratado fallecieron en un plazo de siete días, las ratas que recibieron un tratamiento único con el dispositivo alcanzaron una tasa de supervivencia de aproximadamente el 33 %, y aquellas que recibieron dos tratamientos lograron una tasa de supervivencia del 100 %.

“Esta tecnología puede eliminar directamente una amplia gama de bacterias patógenas sin usar antibióticos, lo que podría transformar el tratamiento de infecciones del torrente sanguíneo como la bacteriemia y la sepsis”, afirmó el profesor Joo H. Kang de UNIST, quien dirigió el equipo de investigación. “Si no se tratan a tiempo, las infecciones del torrente sanguíneo pueden derivar en sepsis, causando inflamación generalizada e insuficiencia orgánica. Nuestro dispositivo ofrece un nuevo enfoque prometedor para intervenir de forma temprana y eficaz”.

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UNIST