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Un avance en materia de septicemia podría significar mejores tratamientos para pacientes en estado crítico

El descubrimiento de una molécula podría ser la clave para mejorar las intervenciones para millones con esta enfermedad potencialmente mortal
André L. Lira, Ph.D., en un laboratorio de ingeniería biomédica, trabajando con pipeteo y trabajos de laboratorio. André L. Lira, Ph.D., académico de posgrado, trabaja en un laboratorio de ingeniería biomédica. Lira es parte de un equipo de OHSU que ha descubierto cómo una molécula que se encuentra en ciertas bacterias podría ser la clave para mejorar las intervenciones para millones de pacientes con septicemia. (OHSU/Christine Torres Hicks)
André L. Lira, Ph.D., académico de posgrado, trabaja en un laboratorio de ingeniería biomédica. Lira es parte de un equipo de OHSU que ha descubierto cómo una molécula que se encuentra en ciertas bacterias podría ser la clave para mejorar las intervenciones para millones de pacientes con septicemia. (OHSU/Christine Torres Hicks)

Unos investigadores de Oregon Health & Science University han descubierto cómo una molécula que se encuentra en ciertas bacterias podría potenciar la coagulación de la sangre en la septicemia, una enfermedad potencialmente mortal que causa alrededor de 8 millones de muertes al año.

El equipo del laboratorio de ingeniería cardiovascular de OHSU se ha centrado en el papel de mecanismos específicos de coagulación de la sangre en la septicemia con la esperanza de mejorar los tratamientos para pacientes en estado crítico.

Owen McCarty, Ph.D., tiene el pelo gris peinado hacia un lado, un traje y sonríe mientras está sentado en su laboratorio en CHH1.
Owen McCarty, Ph.D. (OHSU)

Owen McCarty, Ph.D., autor principal del artículo y profesor de ingeniería biomédica en OHSU School of Medicine, afirmó que la respuesta del sistema inmunitario ante la bacteria puede descontrolarse.

“La sangre normalmente forma coágulos diminutos para contener ciertas bacterias y sacarlas del flujo sanguíneo”, indicó McCarty. “Pero, si hay demasiadas bacterias, el sistema se desborda y gasta todas las plaquetas y factores de coagulación. El resultado es catastrófico: no se puede dejar de coagular ni de sangrar”.

El estudio más reciente del equipo, publicado en la edición del Journal of Biological Chemistry de este mes, se enfoca en el lipopolisacárido, o LPS, una molécula que se encuentra en la superficie de ciertas bacterias como la E. coli. Los investigadores descubrieron que el LPS puede activar directamente proteínas en la sangre que causan la coagulación, lo que puede obstruir el flujo sanguíneo y causar daños en órganos vitales.

Este proceso, conocido como el “sistema de contacto”, consiste en una reacción en cadena en la que las proteínas de la sangre colaboran para formar coágulos. Los investigadores demostraron que un tipo de LPS específico, llamado O26:B6, es especialmente bueno para desencadenar esta reacción, por lo que es más probable que cause problemas de coagulación.

La septicemia es una enfermedad peligrosa en la que la respuesta del cuerpo a la infección se descontrola y provoca inflamación generalizada, fallo orgánico y problemas como coagulación excesiva. Las bacterias gram negativas, como E. coli, con frecuencia son responsables de la septicemia ya que liberan LPS cuando invaden el flujo sanguíneo.

Joseph Shatzel, M.D., no tiene pelo, viste un traje azul y está de pie, sonriendo en el laboratorio de CHH1.
Joseph Shatzel, M.D. (OHSU)

“La septicemia puede ser increíblemente difícil de tratar”, afirmó el Dr. Joseph Shatzel, médico científico de OHSU que se especializa en trastornos de coagulación y hemorrágicos, y muchos otros trastornos hematológicos. Shatzel es profesor asociado de ingeniería biomédica en OHSU School of Medicine y tiene un cargo en el OHSU Knight Cancer Institute.

“Los sistemas que controlan la coagulación y el sangrado se desequilibran peligrosamente. Nuestro grupo se ha centrado en parte del sistema de coagulación, el sistema de activación por contacto, que tradicionalmente se había ignorado”, afirmó Shatzel. “Mi trabajo personal ha consistido en llevar la innovación de este laboratorio directamente a los pacientes o tomar muestras de ellos y llevarlas al laboratorio”.

Conectando la investigación en el laboratorio con la atención al paciente

El estudio, llevado a cabo en primates no humanos, determinó que, cuando las bacterias que contienen LPS entraban en el flujo sanguíneo, activaban rápidamente el sistema de coagulación. Esto incluía las proteínas de coagulación como el factor XII, que parece iniciar el proceso de coagulación causando una reacción en cadena.

“Las personas que nacen sin el factor XII están sanas y no sangran de manera anormal”, declaró Shatzel. “Esto lo convierte en un objetivo idóneo para las terapias, ya que bloquearlo podría ayudar a detener coágulos peligrosos sin causar hemorragia”.

André L. Lira, Ph.D., tiene el pelo corto y oscuro peinado hacia un lado, un suéter negro y sonríe en el patio del CHH1.
André L. Lira, Ph.D. (OHSU)

André L. Lira, Ph.D., académico de posgrado y autor principal del estudio, dijo que su investigación se centra en cómo las propiedades físicas de las superficies bacterianas activan el sistema de coagulación. La septicemia puede surgir a raíz de infecciones bacterianas, virales o por hongos.

“Incluso cuando conocemos las bacterias que causan la infección, cada cepa puede comportarse de manera diferente”, afirmó. “Con este conocimiento esperamos poder desarrollar terapias de precisión”.

El equipo está trabajando en tratamientos experimentales dirigidos al factor XII, incluidos los anticuerpos diseñados para bloquear su actividad. Se trata de una ampliación de su trabajo para desarrollar tratamientos para la proteína factor XI en ensayos clínicos en humanos publicado en 2023

“Creemos que este enfoque podría prevenir coágulos peligrosos en pacientes con septicemia sin aumentar el riesgo de hemorragia”, dijo McCarty.

Estos anticuerpos, creados en OHSU, ya han sido probados en ensayos clínicos de fase inicial y modelos animales.

“Hemos visto resultados prometedores”, declaró Lira. “Los anticuerpos parecen detener la coagulación causada por ciertas infecciones bacterianas sin dañar la habilidad de sanar del paciente”.

Shatzel afirmó que la necesidad de nuevas terapias para la septicemia es vital. La enfermedad acaba con la vida de millones de personas al año y los tratamientos no han avanzado mucho.

“La tasa de mortalidad por septicemia en los Estados Unidos puede ser de hasta un 50% y no ha habido ningún adelanto importante en décadas”, afirmó. “Todavía la estamos tratando con antibióticos, atención de apoyo, y quizás esteroides para modular el sistema inmunitario, pero no hay tanto desarrollo como en oncología. No tenemos terapias dirigidas que realmente mejoren los resultados. Esta investigación podría ser un punto de inflexión”.

Los investigadores reconocen el mérito del ámbito de colaboración de OHSU por permitir su trabajo.

“Este es uno de los pocos programas que realmente acorta la distancia entre la investigación en laboratorio y la atención al paciente”, declaró Shatzel. “Estamos trabajando de tubos de ensayo a modelos animales y a ensayos clínicos. Está pasando todo aquí”.

McCarty resaltó la naturaleza interdisciplinaria del equipo como un motivo clave de su trabajo innovador.

“Tenemos científicos de base, como André, que piensan en las leyes físicas de cómo las bacterias interactúan con la sangre, y profesionales clínicos, como Joe, que ven los desafíos del mundo real en la UCI”, comentó. “Este tipo de colaboración es lo que hace posibles los avances”.

El equipo continúa con los estudios en curso y las solicitudes de subvención para financiar más investigaciones y ensayos clínicos.

“Estamos entusiasmados por el posible impacto que esto podría tener”, declaró Lira. “Queda mucho camino por recorrer, pero la posibilidad de ayudar a los pacientes nos impulsa”.

Además de Lira, McCarty y Shatzel, otros coautores incluyen a Berk Taskin, B.S., Cristina Puy Garcia, Ph.D.Jiaqing Pang, M.S., Joseph E. Aslan, Ph.D., FAHAChristina U. Lorentz, Ph.D. y Erik I. Tucker, Ph.D., de OHSU; Ravi S. Keshari, Ph.D.Robert Silasi, Ph.D. y Florea Lupu, Ph.D., de Oklahoma Medical Research Foundation; Alvin H. Schmaier, M.D.b, de Case Western Reserve University; y David Gailani, M.D., de Vanderbilt University Medical Center.

Con el fin de garantizar la integridad de nuestra investigación y como parte de nuestro compromiso con la transparencia pública, OHSU regula, rastrea y gestiona activamente las relaciones que nuestros investigadores pueden mantener con entidades ajenas a OHSU. En relación con esta investigación, Christina U. Lorentz y Erik I. Tucker son empleados de Aronora, Inc., y Joseph Shatzel ejerce como consultor médico para Aronora, Inc., una empresa que podría tener interés comercial en los resultados de esta investigación y tecnología. Lea los detalles del programa sobre conflictos de interés de OHSU para obtener más información sobre cómo abordamos estas relaciones comerciales.

La investigación contó con el apoyo de las subvenciones R01HL144113, R01HL101972, R01HL151367, R01HL157405 y R35HL140025 del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre y la subvención R01AI157037 del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas, ambos parte de los Institutos Nacionales de Salud. El contenido es responsabilidad únicamente de los autores y no necesariamente representa las opiniones oficiales de los NIH.

Todas las investigaciones que involucren animales en OHSU deben ser revisadas y aprobadas por el Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) de la universidad. La prioridad del IACUC es asegurar la salud y seguridad de los animales que participan en la investigación. El IACUC también revisa los procedimientos para asegurar la salud y seguridad de las personas que trabajan con los animales. El IACUC lleva a cabo una revisión rigurosa de todas las propuestas de investigación con animales para garantizar que demuestren valor científico y se justifique el uso de animales vivos.

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