Estudio muestra que un simple análisis de sangre podría detectar lesiones hepáticas antes
Dr. Jie Zheng, profesor de química y bioquímica y profesor Cecil H. e Ida Green en Ciencias de Biología de Sistemas en UT Dallas, y su equipo de investigadores han estado usando partículas de oro para ayudar a desarrollar nanomedicinas para el cáncer, la enfermedad renal y el daño hepático. Crédito: Universidad de Texas en Dallas
El Dr. Jie Zheng, químico de la Universidad de Texas en Dallas, ha pasado gran parte de su carrera investigando las nanopartículas de oro por su impacto potencial en el campo de la nanomedicina. En una nueva investigación, él y sus colegas muestran cómo estas nanopartículas podrían desempeñar un papel clave en un simple análisis de sangre para detectar daño hepático agudo antes que los métodos actuales.
El estudio, publicado en línea el 19 de febrero en la revista Science Advances, amplía el trabajo del autor correspondiente Zheng, que demostró previamente el uso de nanopartículas para la administración dirigida de medicamentos contra el cáncer y una mejor comprensión de la enfermedad renal.
«Nuestro objetivo es hacer que sea sencillo para los médicos de familia detectar fácilmente una lesión hepática antes. Si pueden detectar y tratar dicha lesión antes, el paciente tiene más posibilidades de una recuperación más rápida», dijo Zheng, profesor de química y bioquímica y el profesor Cecil H. e Ida Green en Ciencias de Biología de Sistemas en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas.
El estándar de oro para monitorear y diagnosticar la enfermedad hepática es una biopsia de hígado, que es invasiva y puede ser dolorosa o causar complicaciones. En un entorno clínico, los médicos también pueden monitorear la función hepática de manera no invasiva con pruebas que registran los niveles de ciertas enzimas y proteínas en la sangre, como la alanina aminotransferasa (ALT) y la aspartato aminotransferasa (AST), que son liberadas por las células hepáticas o los hepatocitos. cuando el órgano está dañado.
«Los biomarcadores sanguíneos convencionales como ALT y AST se liberan cuando los hepatocitos mueren, el daño ya está hecho», dijo Zheng. «Otro inconveniente de estas pruebas es que otros factores, como la inflamación, pueden hacer que estos biomarcadores sean anormalmente altos. Debido a esto, en muchos casos, es posible que los médicos no intervengan de inmediato. Eso crea un problema porque puede retrasar la detección y el tratamiento. de daño hepático».
Dirigirse al antioxidante clave
En el estudio, que se llevó a cabo en ratones, Zheng y sus colegas se centraron en una sustancia química llamada glutatión, que es el principal antioxidante producido por el hígado. La liberación constante, o eflujo, de glutatión por parte de los hepatocitos ayuda a mantener la función de desintoxicación de un hígado sano. Sin embargo, cuando el hígado está dañado, se bloquea la producción de glutatión.
«Se ha descubierto que la disminución del glutatión se correlaciona fuertemente con un mayor riesgo de muchas enfermedades hepáticas, incluidas las lesiones hepáticas inducidas por fármacos, las relacionadas con el alcohol y las no alcohólicas». enfermedades del hígado graso, fibrosis hepática y cirrosis», dijo Zheng. «La gente ha estado estudiando el glutatión durante décadas, pero no es fácil monitorearlo de manera no invasiva».
El monitoreo no invasivo del glutatión ha resultado difícil porque la biomolécula se diluye casi tres órdenes de magnitud una vez que ingresa al torrente sanguíneo y es rápidamente consumido por otros órganos y eliminado rápidamente por los riñones.
Zheng y sus colegas combinaron su experiencia con nanopartículas de oro con el comportamiento del glutatión para desarrollar su nanosonda para la lesión hepática aguda, que luego probaron en ratones . Comenzaron conectando o conjugando químicamente en nanopartículas de oro un tinte fluorescente orgánico llamado verde de indocianina (ICG), que tiene un uso clínico generalizado.
«Debido a esta conjugación, las moléculas de ICG no emiten fluorescencia. Las nanopartículas de oro llevan la tinte específicamente para el hígado. La belleza de este trabajo es que la sonda puede activarse selectivamente en el hígado con alta especificidad», dijo Zheng.
Los investigadores inyectaron nanopartículas de oro conjugadas en ratones a los que se les había administrado un dosis excesiva de paracetamol (APAP). La sobredosis de acetaminofén, también conocida por el nombre de marca Tylenol, es una de las causas más comunes de daño hepático inducido por fármacos y la causa más común de insuficiencia hepática aguda en los EE. UU.
Seguimiento de la toxicidad
Una vez que las nanopartículas alcanzaron una parte del hígado llamada sinusoide, las moléculas de glutatión eliminaron las moléculas ICG de las nanopartículas de oro y ocuparon su lugar.
«Recuerde, cuando las células hepáticas están lesionadas, la salida de glutatión disminuye significativamente». reducido; por lo tanto, queda menos glutatión y más moléculas de ICG en la superficie de las partículas de oro», dijo Zheng.
Las nanopartículas de oro regresaron al torrente sanguíneo con bastante rapidez. En aproximadamente media hora, los investigadores pudieron detectar el agotamiento del glutatión en una pequeña cantidad de sangre.
«Un simple análisis de sangre muestra cuánto ICG queda en la superficie de las partículas de oro», dijo Zheng. . «Cuanto más ICG quede, menos glutatión en el hígado, lo que se correlaciona directamente con el daño hepático. Nuestra partícula pudo detectar una sobredosis de APAP con un 93 % de precisión, lo cual es muy alto. Y se encuentra en una etapa mucho más temprana que la tradicional. biomarcadores pueden detectar».
Dr. William Lee, profesor de medicina interna en UT Southwestern Medical Center, es coautor del estudio y uno de los principales expertos mundiales en insuficiencia hepática aguda y toxicidad del paracetamol en el hígado. Lee ha sido investigador de sitio para cuatro redes patrocinadas por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales (NIDDK): el ensayo de tratamiento antiviral a largo plazo contra la cirrosis (HALT-C) contra la hepatitis C, el grupo de estudio de insuficiencia hepática aguda, el -Induced Liver Injury Network y Hepatitis B Research Network.
«El flujo de glutatión está en el corazón del metabolismo del paracetamol, y el nuevo método del Dr. Zheng para rastrear el glutatión es un gran paso adelante en nuestra capacidad para comprender y prevenir la toxicidad del paracetamol», dijo Lee.
Dra. Neil Kaplowitz, profesor de medicina y jefe de gastroenterología y enfermedades del hígado en la Escuela de Medicina Keck de la Universidad del Sur de California, que no participó en el estudio, dijo: «Los autores del estudio desarrollaron un enfoque novedoso para la evaluación dinámica de la estado del glutatión en los sinusoides hepáticos. Su avance tecnológico muestra que pueden obtener imágenes del glutatión sanguíneo sinusoidal o medir este indicador de glutatión plasmático sinusoidal específicamente en sangre periférica recolectada, lo que refleja con precisión la cantidad de glutatión en las células hepáticas».
Si bien el estudio actual se centró en la lesión hepática aguda inducida por fármacos, Zheng dijo que el trabajo futuro profundizará aún más la comprensión fundamental de las interacciones entre el hígado y las nanopartículas, seguirá mejorando la sensibilidad y la precisión de la prueba y ampliará la tecnología para ayudar a detectar la lesión hepática crónica. también. Dijo que la investigación es una extensión emocionante de sus esfuerzos anteriores para desarrollar nanomedicinas que se eliminan fácilmente del cuerpo.
«Pasé gran parte de mi carrera desarrollando nanomedicinas eliminables para tratar afecciones como el cáncer o la enfermedad renal, y esta nueva investigación es un gran avance», dijo Zheng. «Creemos que nuestro nuevo trabajo podría conducir a una nanomedicina aclarable que puede ayudar a detectar lesiones hepáticas mucho antes con un simple análisis de sangre, y eso podría ayudar a muchas personas».
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Los químicos cierran la brecha para hacer que los nanomedicamentos sean más seguros y eficientes Más información: Xingya Jiang et al. Monitoreo no invasivo del agotamiento del glutatión hepático a través de imágenes de fluorescencia y análisis de sangre, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abd9847 Información de la revista: Science Advances
Proporcionado por la Universidad de Texas en Dallas Cita: Un estudio muestra que un simple análisis de sangre podría detectar lesiones hepáticas antes ( 2021, 8 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-simple-blood-liver-injury-earlier.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.