Cada año millones de personas se someten a colonoscopias tras las que los médicos acaban extirpando pólipos de 2 cm o más. Estos procedimientos han reducido enormemente la incidencia global del cáncer de colon, pero generan algunas complicaciones como hemorragias gastrointestinales tanto durante el procedimiento como tras él. Para evitar estas adversidades, investigadores del MIT han desarrollado un nuevo gel que puede pulverizarse sobre las zonas operadas a través de un endoscopio y que crea una capa protectora en la zona dañada para evitar hemorragias retardadas y refuerza la integridad mecánica del tejido.
"Nuestra tecnología adhesiva con capacidad de respuesta tisular está diseñada para interactuar con el tejido mediante interacciones covalentes e iónicas complementarias, así como interacciones físicas, con el fin de proporcionar una protección prolongada de la lesión durante días para prevenir complicaciones tras la extirpación de pólipos y otras heridas con riesgo de hemorragia a través del tracto gastrointestinal", explicó Natalie Artzi, investigadora principal del Instituto de Ingeniería y Ciencia Médicas del MIT.
Este gel ha demostrado en ensayos en animales una protección de las heridas de hasta 7 días, en los que ayuda a cicatrizar los tejidos tras la intervención quirúrgica
Las pruebas rutinarias de detección del cáncer de colon suelen revelar pequeños pólipos precancerosos, que pueden extirparse antes de que se conviertan en cancerosos. Si durante la extirpación del pólipo se produce una hemorragia el médico puede cauterizar la herida lo que provoca una cicatriz que además de retrasar la curación puede provocar otras complicaciones o intervenciones posteriores si la hemorragia no se produce hasta días después de la prueba.
En pruebas con animales se demostró que GastroShield ofrecía una protección de las heridas durante tres a siete días, en los que ayuda a cicatrizar los tejidos tras la intervención quirúrgica. Cuando es necesario reforzar el tejido, los médicos suelen insertar clips metálicos para mantenerlo unido, pero éstos no pueden utilizarse con pólipos más grandes y no siempre son eficaces. Los esfuerzos por desarrollar un gel que pudiera sellar las heridas quirúrgicas no han tenido éxito, principalmente porque los materiales no podían adherirse a la zona quirúrgica durante más de 24 horas.
El gel también puede resistir el bajo pH y la actividad enzimática del tubo digestivo y proteger el tejido de ese duro entorno mientras se cura
El equipo del MIT probó docenas de combinaciones de materiales que creían que podían tener las propiedades adecuadas para este uso permitiendo una fácil administración, la formación instantánea de un gel resistente que se adhiriera con fuerza al tejido y lo suficientemente flexible para soportar las fuerzas generadas por los movimientos peristálticos.
Los investigadores dieron con una combinación ganadora que incluye un polímero llamado plurónico, que es un tipo de copolímero en bloque que puede autoensamblarse en esferas llamadas micelas. Los extremos de estos polímeros contienen múltiples grupos aminos, que acaban en la superficie de las micelas. El segundo componente del gel es dextrano oxidado, un polisacárido que puede formar enlaces fuertes pero reversibles con los grupos amina de las micelas plurónicas.
Cuando se pulverizan, estos materiales reaccionan instantáneamente entre sí y con el revestimiento del tracto gastrointestinal, formando un gel sólido en menos de cinco segundos. Las micelas que componen el gel son "autorregenerativas" y pueden absorber las fuerzas que les imponen los movimientos peristálticos y los alimentos que se desplazan por el tubo digestivo, rompiéndose temporalmente y volviéndose a ensamblar.
Aplicado durante procedimientos endoscópicos, este gel podría ayudar a prevenir complicaciones como sangrado y fugas de tejidos gastrointestinales debilitados
"Para obtener un material que cumpliera los criterios de diseño y pudiera administrarse a través de los colonoscopios existentes, examinamos bibliotecas de materiales con el fin de comprender cómo afectan los distintos parámetros a la gelificación, la adhesión, la retención y la compatibilidad", explica Artzi.
El gel también puede resistir el bajo pH y la actividad enzimática del tubo digestivo y proteger el tejido de ese duro entorno mientras se cura, lo que subraya su potencial de uso en otras heridas gastrointestinales con alto riesgo de hemorragia, como las úlceras de estómago.
En las pruebas con animales, los investigadores comprobaron que todos los animales tratados con el nuevo gel mostraban un sellado rápido y no se producían perforaciones, fugas ni hemorragias en la semana siguiente al tratamiento. El material duró unos cinco días, tras los cuales se desprendió junto con la capa superior de tejido a medida que cicatrizaban las heridas quirúrgicas. Los investigadores también realizaron varios estudios de biocompatibilidad y comprobaron que el gel no causaba ningún efecto adverso.
Su aplicación no requiere activación por lo que su uso endoscópico es fácil y rápido
Gonzalo Muñoz Taboada, CEO of BioDevek, la empresa que ahora planea seguir desarrollando el material para su uso en humanos, afirmó que "una característica clave de esta nueva tecnología es nuestro objetivo de hacerla traslacional. GastroShield se diseñó para ser almacenado en forma líquida en un kit listo para usar. Además, no requiere ningún tipo de activación, luz o solución desencadenante para formar el gel, con el objetivo de que su uso endoscópico sea fácil y rápido”.
Además del posible uso de este material en pacientes en la realización de colonoscopias, este gel también podría ser útil para tratar úlceras de estómago y afecciones inflamatorias como la enfermedad de Crohn, o para administrar fármacos contra el cáncer.