Según la Sociedad Española de Cardiología (SEC), una de cada ocho personas de más de 75 años en España sufre algún tipo de valvulopatía cardíaca, es decir, una enfermedad relacionada con las válvulas del corazón. En los casos más extremos, estos requieren de una prótesis valvular cardiaca o stent, unos dispositivos médicos que, si bien resultan claves para sacar adelante la vida del paciente, también presentan complicaciones: las proteínas de la sangre pueden adherirse a sus laterales, acumulándose con el tiempo y formando coágulos, por lo que a menudo es necesaria una intervención quirúrgica invasiva para extraer o sustituir el implante.
Ahora, sin embargo, un equipo de científicos de la Universidad de Sídney ha encontrado la manera de utilizar los zwitteriones, una macromolécula común que se encuentra en el interior de las células humanas, para crear materiales que podrían impedir la formación de coágulos sanguíneos en dispositivos e implantes médicos. Y es que los zwitteriones, explica la doctora Sina Naficy, directora de la investigación, tienen una cosa muy buena: son neutros, esto es, están cargados positiva y negativamente al mismo tiempo (de hecho, la palabra “zwitter” significa “híbrido” en alemán).
En concreto, los zwitteriones están en nuestras células como parte de la membrana celular, creando una fina capa de agua y garantizando que la sangre y otras proteínas se desplacen por el corazón y por otros órganos sin adherirse a otras superficies. De ahí su importancia para ayudar a evitar los problemas que presentan los dispositivos contra la vavlulopatía cardíaca: el equipo de la doctora Naficy ha cogido como inspiración la citada membrana celular y trabaja actualmente para imitarla, con el objetivo de diseñar materiales que puedan prolongar la vida útil de estos implantes médicos.
"Una válvula cardiaca está sometida constantemente a una gran presión para bombear sangre, abriéndose y cerrándose 500 millones de veces a lo largo de 10 años”
“Los implantes médicos están sometidos a una presión constante para funcionar en el cuerpo humano. Una válvula cardiaca está sometida constantemente a una gran presión para bombear sangre, abriéndose y cerrándose 500 millones de veces a lo largo de 10 años”, explica la experta, quien alerta así de que la vida media actual de los implantes es inferior a diez años, y de que “siempre existe el riesgo de que se degraden o de que se produzcan complicaciones”. “Con el uso de materiales recubiertos de zwitteriones pretendemos reducir el riesgo de coágulos y aumentar la vida útil de las válvulas cardíacas y otros implantes médicos”, señala la doctora Naficy,
El equipo de investigadores australianos ha logrado crear, de momento, un recubrimiento “zwitteriónico” de solo unos nanómetros de grosor que funciona como una suerte de armadura acuosa a través de una capa y una burbuja de agua. También están explorando nuevas formulaciones que sean capaces de adherirse químicamente a la superficie de cualquier tipo de implante -de tejidos a metales, pasando por plásticos o gomas- para reducir sus interacciones con la sangre.
INCÓGNITAS QUE HAY QUE TRATAR DE DESCIFRAR
Pero no todo es tan sencillo. Los científicos también se encontraron con obstáculos, como saber cuántos zwitteriones son “perfectos”, razón por la cual acaban de publicar una revisión en la revista Cell Biomaterials en la cual exponen cuál es el potencial de los zwitteriones en la biomedicina y ofrecen un plan detallado para el diseño de tecnologías de recubrimiento de superficies. Y es que, como apunta el doctor Sepehr Talebian, uno de los autores principales, no se puede simplemente sumergir una válvula cardíaca artificial en sustancia zwitterónica sin investigar cuáles son las mejores condiciones.
"No se puede simplemente sumergir una válvula cardíaca artificial en sustancia zwitterónica sin investigar cuáles son las mejores condiciones"
“Demasiado, y podría empeorar la coagulación; demasiado poco, y el riesgo de coágulos sigue existiendo”, señala Talebian, profesor de la Facultad de Ingeniería Química y Biomédica de la Universidad de Sidney. “Existe un gran potencial, pero ¿cuál es la mejor manera de utilizar los zwitteriones? ¿Cuál es el grosor ideal del recubrimiento? ¿Qué concentración debemos utilizar?”, se pregunta sobre el elemento de su estudio.
También tienen que investigar, añade el experto, cuál es el mejor entorno para los zwitteriones, así como la mejor manera de “anclarlos” a la superficie de un material. “Esto incluye encontrar la mejor concentración de 'sal' en una solución con los zwitteriones. Demasiada sal hace que los zwitteriones se aglutinen, cuando lo que queremos es que se extiendan uniformemente por las superficie”, apunta Talebian, resaltando que el “curioso” caso de los zwitteriones hace que investigadores como ellos se esfuercen por encontrar las condiciones óptimas para que la macromolécula “desarrolle todo su potencial”.