Pequeñas partículas contra grandes enfermedades

Pequeñas partículas contra grandes enfermedades

Vera-Durán MF¹, Rodríguez-Carrillo AA¹, Tamayo-Escorcia JE¹, Ramírez-Garzón YT².

1. Estudiantes de la licenciatura en Médico Cirujano, 6to semestre, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.

 

2. Física Médica con Maestría en Ciencias. Adscrita al Departamento de Medicina Nuclear del HRAEB.

Resumen

La nanotecnología es la ciencia de lo pequeño, trabaja modificando materiales orgánicos e inorgánicos por medio de la miniaturización de sus componentes, la medida utilizada para este propósito es llamada nanómetro, que equivale a la milmillonésima parte de un metro, tamaño en el cual las propiedades de los materiales cambian de manera drástica. Para lograr lo anterior, se manipula cada nanopartícula en sus características más importantes: tamaño, forma, revestimiento, carga y material.

Es difícil tan sólo imaginar el tamaño de estas partículas, así como creer que son útiles en el tratamiento de una enfermedad, que a lo largo de la historia del hombre, ha sido una de las principales causas de muerte, como lo es el cáncer.

Palabras clave: nanotecnología, cáncer, mutación, nanopartícula, péptidos.

 

Abstract

Nanotechnology is the science of the small, it works by modification of organic and inorganic materials through the miniaturization of its components, the measure used for this purpose is called nanometer, which is equivalent to one billionth of a meter, size in which the properties of materials change drastically. To achieve this, each nanoparticle is manipulated in its most important characteristics: size, shape, coating, load and material.

It is difficult to just imagine the size of these particles, as well as to believe that they are useful in the treatment of a disease, that throughout history of human, has been one of the main causes of death such as cancer.

Keywords: Nanotechnology, cancer, mutation, nanoparticle, peptides.

 

Resumo

A nanotecnologia é a ciência do pequeno, trabalha modificando materiais orgânicos e inorgânicos através da miniaturização de seus componentes, a medida utilizada para esse fim é denominada nanômetro, que equivale a um bilionésimo de metro, tamanho em que as propriedades de materiais mudam drasticamente. Para alcançar o acima exposto, cada partícula é manipulada em suas características mais importantes: tamanho, forma, revestimento, carga e material.

É difícil imaginar o tamanho dessas partículas, assim como acreditar que elas são úteis no tratamento de uma doença que ao longo da história do homem, tem sido uma das principais causas de morte, como o câncer.

Palavras chave: nanotecnologia, câncer, mutação, nanopartículas, peptídeos.

Introducción

Las primeras computadoras tenían grandes piezas llamadas transistores, esto hacía que tuvieran el tamaño de una habitación. En el espacio que ocupaba un transistor, ahora podemos colocar millones de microchips. Gracias a eso, una computadora del tamaño de una habitación cabe ahora en tu bolsillo. Se podría decir que el futuro tiende a lo pequeño. Estas son palabras de la científica Sangeeta Bhatia, quien trabaja con medicamentos en una escala miniatura sorprendente en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), las cuales nos hacen reflexionar sobre cómo podemos utilizar esta tecnología para salvar vidas; si las computadoras transforman nuestras vidas a diario, gracias a ser lo suficientemente pequeñas para llevarlas a todas partes, ¿por qué no utilizar esta miniaturización para transformar vidas en el área médica?

Esto es posible gracias al uso de unas pequeñas partículas de materiales tan variados que pueden ser desde oro hecho polvo, hasta un cristal de cadmio y selenio (un elemento que encontramos, por ejemplo, en los champús) o incluso una molécula llamada albúmina, que se encuentra de forma natural en la sangre humana. (Stricker, T. P., & Kumar, V. 2010)

La característica de estos materiales es que, para hacerlos funcionar, son reducidos a un tamaño tan diminuto, que decimos que están a “nano-escala”; es decir, que son mil veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano y se miden en “nanómetros”, la milmillonésima parte de un metro, de ahí el nombre. (Stricker, T. P., & Kumar, V. 2010)

¿Qué son las nanopartículas?

“Pequeños localizadores en un mundo infinito”

La nanotecnología es la ciencia de lo pequeño, trabaja modificando materiales orgánicos e inorgánicos, por medio de la miniaturización de sus componentes. La medida utilizada para este propósito es llamada nanómetro, tamaño en el cual las propiedades de los materiales cambian de manera drástica. Los avances científicos y la aplicación en diversas áreas, la han convertido en una de las disciplinas con mayor inversión económica. Uno de los campos más prometedores en medicina, es el referente a la investigación en nanopartículas (moléculas de tamaño diminuto), el cual contribuye al diagnóstico y tratamiento de una gran variedad de enfermedades, en su mayoría tumores cancerígenos (masas de células malignas en el cuerpo). (Hauert, S., & Bhatia, S. N. 2014).

Esta partícula tan pequeña tiene una forma de actuar cooperativa, es decir, interactúa con su ambiente para otorgarnos un beneficio. Por ejemplo, existen moléculas con características especiales que nos ayudan a la localización de tumores, pues actúan como espías en nuestro organismo. (Lin, K. Y., Kwon, E. J., Lo, J. H., & Bhatia, S. N. 2014).

Una gran variedad de nanopartículas han sido estudiadas y modificadas. La función espía protectora de estas partículas dependen de ciertas características (figura 1), que les permiten cumplir una función específica, estas son:

1. Tamaño

2. Forma

3. Revestimiento (material que compone su exterior)

4. Carga

5. Material

Figura 1: Esquema representativo de las 5 características más importantes de una partícula (Forma, carga, revestimientos, material y tamaño)

Publicado en: Acedo P, Stockert JC, Cañete M, Villanueva JC. Two combined photosensitizers: a goal for more effective photodynamic therapy of cancer. Cell Death Dis (2014). doi: 10.1038/cddis.2014.77.

 

Por ejemplo, para que una nanopartícula realice la función de encontrar un tumor, es decir, se vuelva un espía eficaz en el cuerpo, debe tener un cierto tamaño. El tamaño de una partícula, también limita su capacidad de ser captado por las células, y los datos indican que diferentes tamaños podrían ser utilizados a través de diferentes rutas de eliminación. La orina juega un papel muy importante en el “escape” de estas diminutas partículas, ya que al ser tan pequeñas, pasan rápido a nuestra sangre y se eliminan por este fluido. (Hauert, S. et al. 2014). El tamaño más adecuado para que la partícula no escape tan fácilmente, es de 5 a 500 nanómetros. La forma de estas nanopartículas también es importante para que las células del cuerpo las reconozcan con facilidad. Por ejemplo, las partículas esféricas y rígidas son más difíciles de eliminar. La carga es otro aspecto importante que se debe tomar en cuenta, ya que a las diminutas partículas con carga, el cuerpo las reconoce con mayor facilidad, y como consecuencia evita que realicen su función. Es por ello que se utilizan diversas sustancias (polietilenglicol, por ejemplo) como camuflaje, para evitar entorpecer la acción de dichas sustancias. Sin embargo, irónicamente, al momento de llegar a la célula donde actuarán, realizan mejor su objetivo cuando poseen carga, entonces uno de los grandes retos de esta contrariedad, es lograr que las nanopartículas puedan desprenderse de esa capa o camuflaje, al momento de llegar a su destino. La superficie de estas partículas está diseñada para encontrar las células “malas” del cuerpo, mediante una variedad de localizadores (llamados en medicina; péptidos, anticuerpos, aptámeros, etc.) que permiten la unión de la molécula con la célula localizada. (Lin, K. Y. et al. 2014).

El comportamiento de las nanopartículas es el resultado de su diseño e interacción con el medio ambiente. El control de cada una de ellas se logra adaptando sus características en función de su objetivo. El comportamiento en conjunto de billones de estas moléculas in vivo, determina su éxito como tratamiento o diagnóstico. (Hauert, S. et al. 2014)

¿Cómo funcionan las nanopartículas?

Como ya se mencionó, las nanopartículas son materiales y sistemas que realizan sus funciones en escalas muy pequeñas (desde micrómetros .000001 m hasta nanómetros .000000001 m). Imaginemos lo difícil que resulta elaborar herramientas del tamaño mencionado y además, lograr que funcionen adecuadamente para ayudarnos en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Puede parecer complicado entender cómo funcionan, o el hecho de comprender el significado de algunas palabras, pero intentaremos explicarle de la manera más sencilla, para que logre conocer acerca de este tema que va ganando terreno en la ciencia médica gracias a sus beneficios.

El cáncer es una enfermedad en la que las células de algún órgano crecen anormalmente y se multiplican excesivamente, invadiendo y destruyendo tejidos circundantes, además de que tienen un consumo alto de nutrientes; este último lo logran a través de la formación de nuevos vasos sanguíneos, en los cuales viajan estos nutrientes, proceso al cual llamaremos angiogénesis. Algunas células sufren cambios estructurales en su ADN (Ácido Desoxirribonucleico), llamadas mutaciones; lo cual produce un cambio en la superficie, que sirve para avisar a otras células que están dañadas y deben morir a cargo de las células del sistema inmune, que se encargan de eliminar desde virus hasta células enfermas. (Stricker, T. P., & Kumar, V. 2010)

Sin embargo, esto no siempre ocurre, y las señales expresadas en la superficie no son captadas por estas células inmunes, dando paso a la multiplicación de la célula dañada, que tendrá por resultado el nacimiento de células alteradas y que producirán cáncer. (Hanahan, D., & Weinberg, R. A. 2011)

Las células tumorales, expresan receptores específicos que alertan de un daño, esto es aprovechado por algunos fármacos anticancerosos, que se unen a estos receptores para actuar sobre la célula (figura 2). Visualice una casa, para entrar a ella, hay una puerta la cual tiene una cerradura, a la cual solo la llave adecuada la abrirá. En este caso la célula es la casa, la cerradura es el receptor específico, y la llave es el fármaco que se une a la célula para poder entrar. No cualquier fármaco podrá acceder a la célula, igual que no cualquier llave abrirá ese cerrojo.

Figura 2: Nanopartículas en la sangre viajando a receptores de células tumorales
Recuperado de https://clemedicine.com/10-le-systeme-endocrinien/

El tratamiento del cáncer está basado en fármacos que detienen la multiplicación de las células tumorales en combinación con radiación, que destruye estas células. El problema es que esta modalidad de tratamiento también afecta a células sanas, por esta razón, los pacientes manifiestan síntomas como cansancio, debilidad y son más susceptibles a adquirir infecciones. Uno de los objetivos de la nanotecnología, es llevar el medicamento exclusivamente a las células dañadas y afectar lo menos posible a células sanas. Por lo tanto, se han creado pequeñas partículas que tienen mejor selectividad al momento de ser administradas en el tratamiento. A estas nuevas nanopartículas se les añadieron péptidos (unión de aminoácidos que también forman proteínas) con la capacidad de unirse a los receptores. Un ejemplo de estos, es el péptido NGR que contiene asparagina, glicina y arginina, el cual se une a receptores presentes en las células que recubren los vasos sanguíneos recién formados en la tumoración, lo cual ayuda a dirigir exclusivamente el fármaco hacia las células tumorales. En los estudios con estas nanopartículas no hubo un buen resultado, ya que se observó que aunque el péptido llegaba a unirse a sus receptores, el fármaco no lograba atravesar el endotelio (pared que recubre los vasos sanguíneos) y la escasa cantidad de fármaco que logró atravesarlo, era insuficiente para tener un efecto positivo sobre todas la células cancerosas.

Además se observó que el organismo, a través de su sistema inmune, eliminaba los péptidos, por lo que surgió la idea de ocultar el fármaco para que no fuera reconocido por las defensas del cuerpo antes de llegar a la célula tumoral. (Wong, I. Y., Bhatia, S. N., & Toner, M. 2013)

Se descubrió un sistema de penetración de la pared celular que no solo se une al endotelio, si no que logra atravesar esta capa para unirse a los receptores que se expresan en las células dañadas. Es importante mencionar que un péptido tiene dos extremos en los cuales se añaden el fármaco (Extremo N), y en el otro extremo (Extremo C), va unida la molécula que se encarga de dirigir el péptido a su receptor. Cuando la nanopartícula llega al receptor del endotelio, proteasas endógenas, que son un tipo de proteínas liberadas por el endotelio para destruir cuerpos extraños, lo fragmentan, y en este momento la porción C terminal, se activa para penetrar la pared endotelial, ya que en este extremo va escondido el fármaco, a través de una proteína (figura 3). Este péptido se le agrega a los dominios NGR, lo cual aumenta su capacidad de penetración, además de que puede cargar 10 veces más fármaco que uno NGR convencional. (Ruoslahti, E., Bhatia, S. N., & Sailor, M. J. 2010).

Figura 3: NanopartÍcula con sus extremos C y N.

Publicado en: Liping Liu; Chun Zhang; Zenglan Li; Chunyue Wang; Jingxiu Bi; Shuang Yin; Qi Wang; Rong Yu; Yongdong Liu; Zhiguo Su; Mol. Pharmaceutics  2017, 14, 3739-3749. DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.7b00497

Copyright © 2017 American Chemical Society

Esto supuso un gran avance en el tratamiento con nanotecnología, ya que ahora se puede localizar el sitio de malignidad mediante péptidos que se unen a receptores, y a partir de esta unión y destrucción por el sistema inmune, el fármaco tiene acceso a las células tumorales, y ataca directamente en el tumor.

Conclusión

Con el fin de mejorar la administración de medicamentos contra los tumores, se diseñaron estos pequeños aliados, llamados nanopartículas; que actúan como un transporte miniatura, que lleva al medicamento directamente a donde está el tumor, actuando eficazmente en cualquier zona, incluso en aquellas de difícil acceso, prácticamente sin afectar a los tejidos sanos, a diferencia de los medicamentos actuales contra el cáncer o actuales técnicas de tratamiento como la radioterapia. (Hauert, S. ET AL. 2014).

En la actualidad, estos estudios se ven prometedores y ya se comenzaron a probar en ratones, la mayoría de ellos tuvo una mejoría impresionante con pocos efectos secundarios al compararse con otros tratamientos actuales como la quimioterapia. Esto abre un nuevo panorama hacia el futuro, en el que no solo podemos tratar de manera más dirigida estos tumores, sino que también podemos detectar el cáncer a tiempo, esto sería de gran importancia, en un país como el nuestro, donde el cáncer es la tercera causa de muerte y las cifras ascienden hasta 14 fallecimientos debido a cáncer por cada 100 fallecimientos entre los mexicanos. (Park, J.-H., von Maltzahn, G., Xu, M. J., Fogal, V., Kotamraju, V. R., Ruoslahti, E.,Sailor, M. J. 2010).

Hasta hace poco parecía impensable que utilizáramos tecnología miniatura para curar esta enfermedad tan importante, incluso cosa de ciencia ficción; pero actualmente es una realidad, donde las opciones de tratamientos van desde pequeñas partículas unidas a moléculas de nuestra sangre que llevan medicamentos directo a los tumores y los exterminan, hasta diminutas motas de oro, que una vez que llegan al sitio que queremos, se iluminan con un rayo láser que pasa por el cuerpo sin dañarlo, provocando así que sólo se afecte el tumor marcado con oro. Todavía es muy pronto para asegurar un avance significativo en el diagnóstico o tratamiento de esta enfermedad, apoyado por nanopartículas; sin embargo, las investigaciones continúan, y no sería una sorpresa que pronto se logre llegar a objetivos planteados hace ya varios años. (Park, J. H., Von Maltzahn, G., Ong, L. L., Centrone, A., Hatton, T. A., Ruoslahti, E.,… Sailor, M. J. 2010).

No debemos olvidar que existen numerosas medidas para prevenir el cáncer. Al evaluar nuestro estilo de vida, encontramos factores modificables sumamente importantes, algunos de ellos son: la alimentación correcta y rica en fibra, dejar de fumar y no consumir alcohol en exceso, hacer ejercicio, y finalmente checarnos al menos una vez al año, para asegurarnos que todo está bien. Respecto a esto, ¿Te considerarías alguien sin riesgo de estar enfermo?

 

 

Bibliografía 

1. Hauert, S., & Bhatia, S. N. (2014). Mechanisms of cooperation in cancer nanomedicine: Towards systems nanotechnology. Trends in Biotechnology, 32(9), 448–455. http://doi.org/10.1016/j.tibtech.2014.06.010
2. Lin, K. Y., Kwon, E. J., Lo, J. H., & Bhatia, S. N. (2014). Drug-induced amplification of nanoparticle targeting to tumors. Nano Today, 9(5), 550–559. http://doi.org/10.1016/j.nantod.2014.09.001
3. Hanahan, D., & Weinberg, R. A. (2011). Hallmarks of cancer: the next generation. cell, 144(5), 646-674. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867411001279#sec1
4. Ruoslahti, E., Bhatia, S. N., & Sailor, M. J. (2010). Targeting of drugs and nanoparticles to tumors. The Journal of cell biology, 188(6), 759-768.  http://lmrt.mit.edu/sites/default/files/Ruoslahti_review_JCB.pdf
5. Wong, I. Y., Bhatia, S. N., & Toner, M. (2013). Nanotechnology: emerging tools for biology and medicine. Genes & development, 27(22), 2397-2408. http://lmrt.mit.edu/sites/default/files/Wong_GenesDev_2013.pdf
6. Stricker, T. P., & Kumar, V. (2010). Robbins y Cotran: Patología estructural y funcional.
7. Park, J.-H., von Maltzahn, G., Xu, M. J., Fogal, V., Kotamraju, V. R., Ruoslahti, E., … Sailor, M. J. (2010). Cooperative nanomaterial system to sensitize, target, and treat tumors. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(3), 981–986. http://doi.org/10.1073/pnas.0909565107
8. Park, J. H., Von Maltzahn, G., Ong, L. L., Centrone, A., Hatton, T. A., Ruoslahti, E., … Sailor, M. J. (2010). Cooperative nanoparticles for tumor detection and photothermally triggered drug delivery. Advanced Materials, 22(8), 880–885. http://doi.org/10.1002/adma.200902895.

 

 

 

UN DISPARO CONTRA LAS INFECCIONES

UN DISPARO CONTRA LAS INFECCIONES

Ojeda-Arrona MA¹, Ortega-Landin RM¹, Reyes-Pérez AA¹, Rivera-Chávez MJ², Urzúa-González AR².

1. Estudiantes de la licenciatura en Médico Cirujano, 6to semestre, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.
2. Coordinadores del Módulo de Medicina Interna de Fase 2, de la licenciatura en Médico Cirujano, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.

Resumen. La desinfección fotónica selectiva, representa una nueva estrategia que emplea un único rayo láser de pulso ultracorto para matar virus, bacterias y otros patógenos evitando así la resistencia antimicrobiana. Es importante destacar que se daña selectivamente un componente crítico de los patógenos, al tiempo que deja intactos otros materiales, incluidas las células humanas y las proteínas. En este artículo analizamos la función del láser y las aplicaciones futuras que pudiera tener esta nueva tecnología.

Palabras clave. Desinfección, láser, selectiva, patógenos, resistencia antimicrobiana.

Abstract. Selective photon disinfection represents a new strategy that employs a unique ultrashort pulse laser beam to kill viruses, bacteria and other pathogens thus preventing antimicrobial resistance. Importantly, a critical component of pathogens is selectively damaged, while leaving other materials intact, including human cells and proteins. In this article we analyze the function of the laser and the future applications that this new technology could have.

Keywords. Disinfection, laser, selective, pathogens, antimicrobial resistance.

Resumo. A desinfecção seletiva de fótons representa uma nova estratégia que emprega um exclusivo feixe de laser de pulsos ultracurtos para matar vírus, bactérias e outros patógenos, evitando assim a resistência antimicrobiana. Importante, um componente crítico de patógenos é seletivamente danificado, deixando outros materiais intactos, incluindo células humanas e proteínas. Neste artigo analisamos a função do laser e as futuras aplicações que esta nova tecnologia poderia ter.

Palavras chave. Desinfecção, laser, seletiva, patógenos, resistência antimicrobiana.


INTRODUCCION.

En el mundo en el que vivimos nos enfrentamos todos los días a una guerra contra organismos microscópicos capaces de causar infección, conocidos como patógenos (virus y bacterias, principalmente). Los virus (imagen 1) son agentes infecciosos más pequeños que necesitan de una célula para sobrevivir; se conforman de un ADN¹ y ARN² (ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico, respectivamente) que componen la información y el centro de mando del microorganismo, rodeados de una capa denominada cápside, que los protege y ayuda a sobrevivir. Las bacterias (imagen 2) son organismos más complejos; poseen una membrana que las defiende y participa en su metabolismo, también es la estructura que nos ayuda a clasificarlas: las que poseen una membrana gruesa y capa externa suelen ser más difíciles de combatir, mientras que aquellas con membrana delgada son más propensas a daño.

 

Imagen 1

Imagen 2

 

Aunque no somos conscientes de ello, el cuerpo humano está en guardia constante contra este tipo de agresores y ha desarrollado mecanismos de defensa para combatirlos: el sistema inmunológico. Sin embargo, en algunas ocasiones éste no basta, por lo que se ha enfrentado la necesidad de crear alternativas para atacarlos; así surgieron los antimicrobianos, sustancias capaces de reducir la presencia de patógenos, como bacterias o algún otro microorganismo. Infortunadamente el uso desmedido de éstos ha producido que los microorganismos creen mecanismos de defensa y sufran cambios que los protegen, lo que se conoce como resistencia a los antimicrobianos.

Desarrollo.

La resistencia a los antimicrobianos está en aumento, convirtiéndose en uno de los principales problemas de salud pública, ya que ha causado que infecciones que antes eran fácilmente tratables se vuelvan mortales. Además de que, sin antimicrobianos eficaces para prevenir y tratar las infecciones, intervenciones como el trasplante de órganos, la quimioterapia o cualquier cirugía se convertirían en procedimientos de alto riesgo.

Recientemente, se han investigado nuevas técnicas para la eliminación de agentes infecciosos más precisas y específicas; una de ellas, la desinfección fotónica selectiva, que emplea un láser pulsado ultracorto, ha demostrado ser una nueva opción de tratamiento. Para comprender mejor el nuevo método es importante entender su mecanismo de acción, así como sus alcances y limitaciones.

El láser tiene un mecanismo de acción físico, es decir, la estrategia está dirigida a las propiedades mecánicas fundamentales de los virus y bacterias, sin importar las mutaciones que pudieran tener; es por esto, que logra alcanzar un alto porcentaje de eficacia contra agentes que suelen ser difíciles de combatir por otros métodos. Su importancia radica en que no agrega ninguna sustancia química, posteriormente difícil de eliminar, además de que no altera la función de la sangre (Imagen 3), ya que se ha comprobado que las células sanguíneas se mantienen intactas después del tratamiento.

 

Imagen 3

 

También se ha evaluado el uso del láser en los cultivos que se llevan a cabo en el laboratorio. Éstos se utilizan con el fin de hacer crecer microorganismos con técnicas de resguardo y en las cuales, se busca identificar un patógeno en específico en muestras biológicas extraídas del individuo estudiado; desafortunadamente, algunos organismos denominados como oportunistas, (ya que suelen dañar a un individuo solo cuando éste tiene alguna anomalía con su sistema inmune) tienden a invadir los cultivos provocando que el examen arroje resultados erróneos. La promesa del láser se encuentra en la supresión de los patógenos oportunistas, asegurando un medio de cultivo más selectivo y con resultados más certeros.

El láser centra sus impulsos directamente en la cápside de los virus, un sitio de ataque fundamental, pues, si ésta resulta dañada, el ADN o ARN sufren alteraciones, inactivándose (Imagen 4).

 

Imagen 4

 

Experimentalmente se ha demostrado que inactiva de manera importante la cantidad de virus en una muestra, arrojando como resultado una disminución del 99% en el virus de la hepatitis A, así como del citomegalovirus, el cual es responsable de infecciones de vías respiratorias.

En cuanto a las bacterias, el láser envía sus impulsos directamente al ADN, produciendo que la información que ahí se guarda sea más propensa al daño por las ondas, convirtiendo a la bacteria en disfuncional. Por ejemplo, se demostró que la irradiación por una hora con láser, puede inhibir el crecimiento y la integridad de la membrana de la bacteria E. Coli, que es la causa más común de infecciones urinarias y gastrointestinales.

El punto esencial en el tratamiento con laser yace en que los virus y bacterias son propensos a daño con determinadas cargas de impulsos, por lo que para atacarlas de una manera altamente selectiva, es necesario investigar su rango particular. Lo anterior explica por qué las células humanas no suelen ser afectadas durante su uso, ya que se requiere una carga de impulso diferente a la que se utiliza contra los microorganismos que deseamos agredir.

Y contra la gripe… ¿Lo podemos utilizar?

Hoy en día una de las grandes preocupaciones del sector salud es el control de la Influenza, una enfermedad aguda que ataca a las vías respiratorias y que se contagia al inhalar pequeñas gotas que se expulsan al hablar, toser o estornudar. Entre las mejores armas para la protección se encuentran las vacunas, encargadas del entrenamiento del sistema inmune, quienes, al engañarlo y hacerle creer que el virus lo está invadiendo, lo obligan a crear una estrategia de defensa.

Por tanto, se ha evaluado el alcance de la utilización del láser de pulso ultracorto para la generación de vacunas más eficientes. La inactivación con láser aumenta la eficacia de esta vacuna, a tal grado que la dosis es aproximadamente diez veces menor a la requerida en la vacunación convencional; también se observa un mayor desarrollo de defensas específicas. A su vez, existiría un riesgo mínimo de mutación genética por parte del virus para evadir el mecanismo de acción del láser. (Imagen 5)

 

Imagen 5

 

Un “Rayo/Laser” de esperanza para la defensa del VIH

El virus de inmunodeficiencia humana (VIH) sigue representado un verdadero desafío, ya que éste ataca directamente a su agresor: el sistema inmune. El virus tiene la capacidad de internalizarse a las células inmunitarias y afectar la “maquinaria de producción” para lograr que éstas empiecen a producir copias del virus, las cuales, al salir de la célula, toman parte de su cubierta como protección, disfrazándose para poder entrar a otra célula sin ser reconocidas ni rechazadas como patógenas.

A pesar de los esfuerzos e investigaciones para el tratamiento de esta enfermedad se encuentra como limitación la increíble capacidad de mutación del virus y su facultad de evadir las estrategias terapéuticas. La desinfección fotónica selectiva emplea un láser para inducir vibraciones mecánicas a la cápside vírica y provocar daño o desintegración, consiguiendo así una pérdida de infectividad viral.

Conclusión

La desinfección fotónica selectiva es una nueva tecnología que aparece para revolucionar la historia de la medicina y la eliminación de patógenos. Recalcando las ventajas de este avance:

• Daña un componente clave en los patógenos. Ataca selectivamente la cápside viral y el ADN bacteriano, inhibiendo así la capacidad de infección de estos microorganismos y, al mismo tiempo, dejando intactos otros materiales como la sangre o las células.

• Es imposible que exista resistencia a este tratamiento. La forma en que actúa el láser hace virtualmente inexistente la mutación genética, causante actual de la resistencia a los antimicrobianos.

• Posee una amplia gama de utilidades, como la desinfección de los elementos sanguíneos en transfusión, la elaboración de vacunas y, en el ámbito laboratorial, la correcta esterilización de los instrumentos para prevenir la contaminación.

Aunque hasta el momento la desinfección fotónica selectiva es una de las estrategias más esperanzadoras contra los patógenos, aún restan incluso años de investigación y mayor cantidad de pruebas para constatar y asegurar la efectividad de esta terapia.

BIBLIOGRAFIA.

Tsen, SWD , y Tsen, KT (2016). Desinfección fotónica selectiva: un rayo de esperanza en la guerra contra los patógenos . Editores de Morgan y Claypool.

Tsen, SWD., Kingsley, DH., & Kibler, K.. (2014). Pathogen Reduction in Human Plasma Using an Ultrashort Pulsed Laser. Marzo 21, 2018, de PLOS

Shaw-Wei, D., Tzyy, W., & Kong-Thon T.. (2012). Prospects for a novel ultrashort pulsed laser technology for pathogen inactivation. Marzo 20, 2018, de Journal of Biomedical Science

Tsen, SWD, Donthi, N., La, V., Hsieh, WH, Li, YD, Knoff, J. , ... Tsen, KT (2015). Vacuna contra el virus de la influenza entera inactivada sin productos químicos preparada mediante tratamiento con láser pulsado ultracorto . Journal of Biomedical Optics , 20 (5), [051008].

Tsen, KT , Tsen, SWD, Hung, CF, Wu, TC, Kibler, K. , Jacobs, B. , y Kiang, JG (2009). Inactivación selectiva del Virus de Inmunodeficiencia Humana con un láser pulsado ultracorto . En progreso en óptica e imágenes biomédicas

Lu, C. H., Lin, K. H., Hsu, Y. Y., Tsen, K. T., & Kuan, Y. S. (2014). Inhibition of Escherichia coli respiratory enzymes by short visible femtosecond laser irradiation. Journal of Physic.

Tsen, S. W. D., Chapa, T., Beatty, W., Xu, B., Tsen, K. T., & Achilefu, S. (2014). Ultrashort pulsed laser treatment inactivates viruses by inhibiting viral replication and transcription in the host nucleus. Antiviral Research, 110, 70-76.

Corazón palpitante: Latidos que matan

Corazón palpitante: Latidos que matan

Fernández-Martín MF¹, García-González JA¹, González-García ZM¹, Gallegos-Cortés A².

 

1. Estudiantes de la licenciatura en Médico Cirujano, 6to semestre, Departamento de Medicina y Nutrición, División de Ciencias de la Salud, Universidad de Guanajuato, México.

2. Cardiólogo, Electrofisiólogo y Experto en estimulación cardiaca. Adscrito al Hospital Regional de Alta Especialidad del Bajío.

Resumen. El corazón es un órgano muy importante del cuerpo humano que está encargado de recibir y distribuir la sangre a todo el organismo. Se compone de cuatro cámaras: dos aurículas (superiores) y dos ventrículos (inferiores); bombea la sangre gracias al ciclo cardíaco, el cual consta de señales eléctricas que hacen posible la contracción y relajación del corazón. Normalmente, la señal va de aurículas a ventrículos; sin embargo, pueden existir anomalías en la conducción eléctrica, dando como resultado las arritmias, la más frecuente es fibrilación auricular. Esta fibrilación es el latido ineficaz de las aurículas, creando una sensación de aleteo, por lo que es muy común que las personas sientan un latido “tembloroso” o “palpitante”. Sin embargo, existen otros síntomas como fatiga general, sensación de falta de aire, mareo, debilidad, entre otros. Cualquier persona puede llegar a presentar fibrilación auricular, por eso es importante acudir al médico en caso de presentar alguno de los síntomas, ya que existen complicaciones graves como accidente cerebrovascular, insuficiencia cardíaca y problemas adicionales del ritmo cardíaco. Para el tratamiento de esta enfermedad se pueden administrar fármacos (antiarrítmicos, anticoagulantes), procedimientos no quirúrgicos (cardioversión eléctrica) y procedimientos que requieren de una cirugía (colocación de un marcapasos).

Palabras Clave: Fibrilación auricular, arritmia, corazón, latido tembloroso, antiarrítmicos.

Abstract. The heart is a very important organ of the human body which is responsible for receiving and distributing the blood throughout the body. It consists of four chambers, two atria (upper) and two ventricles (lower); it pumps the blood through the cardiac cycle, which consists of electrical signals that make possible the contraction and relaxation of the heart. Customarily, the signal goes from atria to ventricles; however, there may be abnormalities in the electrical conduction, resulting in arrhythmias, the most frequent one is atrial fibrillation. This fibrillation is the ineffective beating of the Atria, creating a feeling of flapping, consequently, it is very common that people feel their heartbeat "shaky" or "throbbing"; however, there are other symptoms such as general fatigue, shortness of breath, dizziness, weakness, among others. Moreover, anyone may be liable to submit atrial fibrillation and that is why it is truly important to visit a health care provider if an individual may develop any of the symptoms since there are serious complications with this ailing such as stroke, heart failure, and additional heart rhythm problems. To treat this illness may be given anti-arrhythmic drugs , non-surgical procedures (cardioversion) and procedures that require surgery (placement of a pacemaker).

Keywords: Atrial fibrillation, arrhythmia, heart, heartbeat, trembling, antiarrhythmic.

Resumo. O coração é um órgão muito importante do corpo humano e é responsável por receber e distribuir o sangue por todoo corpo. Consiste de quatro câmaras, dois átrios (superiores) e dois ventrículos (inferiores); bombeia o sangue através d o ciclo cardíaco, que consiste em sinais elétricos que tornam possíveis a contração e o relaxamento do coração. Habitualmente, o sinal sai dos átrios para os ventrículos; no entanto, pode haver anormalidades na condução elétrica, resultando em arritmias, sendo o mais frequente a fibrilação atrial. Esta fibrilação é o batimento ineficaz dos átrios, criando um sentimento de agitar-se, por conseguinte, é muito comum que as pessoas sintam tems batimentos cardíacos "instável" ou "latejante"; no entanto, existem outros sintomas como fadiga geral, falta de ar, tonturas, fraqueza, entre outros. Além disso, qualquer um pode ser susceptível a apresentar fibrilação atrial e é por tal motivo torna-se verdadeiramente importante visitar um prestador de cuidados de saúde, se um indivíduo apresentar qualquer um dos sintomas, visto que existem sérias complicações para este mal como infarto, insuficiência cardíaca e problemas adicionais de ritmo cardíaco. Para tratar esta doença podem ser dados medicamentos anti-arrítmicos procedimentos não-cirúrgicos (cardioversão) e procedimentos que necessitam de cirurgia (colocação de um marca-passo).

Palavras- chave: Fibrilação Atrial, arritmia, coração,batimentos cardíacos, tremores, antiarrítmicas.

 

 

Introducción.

El corazón es un órgano muy importante del cuerpo humano, que está encargado de recibir y distribuir la sangre a todo el organismo. Consta de cuatro cámaras, divididas en derecha e izquierda, y cada mitad, un compartimento superior llamado aurícula y uno inferior llamado ventrículo. Las aurículas reciben sangre de las venas, mientras que los ventrículos bombean sangre fuera del corazón a las arterias.

La secuencia de eventos que ocurren en el corazón durante un latido se llama ciclo cardíaco, y cada latido se divide en dos fases principales: contracción y relajación (sístole y diástole, respectivamente).

La señal eléctrica que inicia el latido cardiaco, comienza en la pared superior de la aurícula derecha, en el nódulo sinusal (NS), que funciona como el marcapasos natural de todo el corazón, y de ahí se propaga por un “cableado eléctrico” que se llama sistema de conducción cardiaca. Todo este sistema eléctrico hace que el corazón lata en forma ordenada.

Las arritmias, son una anomalía en la conducción normal del corazón, que condiciona un aumento o disminución de la frecuencia cardíaca.

Los latidos cardíacos irregulares, ocurren cuando la señal eléctrica comienza o se propaga fuera del sistema de conducción y dependiendo del momento preciso de ese latido, los pacientes pueden experimentar un "latido extra", un "latido omitido", un "latido fuerte" o una sensación de "aleteo" que se conocen como palpitaciones.

Existen diferentes tipos de arritmias, dependiendo su origen; sin embargo, la más común es la fibrilación auricular (FA), por lo que nuestro enfoque será exclusivo en dicha patología.

 

 

Desarrollo.

En la FA, las cámaras superiores del corazón laten irregularmente de forma muy rápida, y puede conducir, igualmente rápido, hacia los ventrículos.

A pesar de que la FA no tratada duplica el riesgo de muertes relacionadas con el corazón y se asocia con un riesgo 5 veces mayor de presentar una enfermedad vascular cerebral (EVC, comúnmente conocido como embolismo cerebral), hasta la mitad de los pacientes con FA no saben que tienen la enfermedad.¹

¿Cómo inicia?

Las señales eléctricas irregulares y caóticas hacen que las aurículas tiemblen. Esto les impide mover efectivamente la sangre a los ventrículos.

Generalmente comienza por latidos adelantados que se originan en las venas pulmonares, en su desembocadura a la aurícula izquierda, esto como resultado del daño causado por hipertensión, o diabetes, infartos, lesiones valvulares o después de una cirugía de corazón.¹

¿Quiénes están afectados?

La FA afecta del 1 al 2% de la población en general², este porcentaje aumenta conforme incrementa la edad. Es un factor de riesgo para sufrir EVC a parte del elevado costo económico asociado a esta enfermedad.³ Se desconoce la epidemiología de FA en América Latina, pero se cree que de las arritmias en México el 60.7% son por FA.⁴

Síntomas

Los síntomas de la FA van desde no sentir nada, hasta ser una enfermedad incapacitante¹ El síntoma más frecuente son las palpitaciones rápidas e irregulares. A parte de este síntoma cardinal, existen otros adicionales, como:⁵

• Fatiga general
• Golpeteo en pecho
• Mareo
• Sensación de falta de aire y ansiedad
• Debilidad
• Desvanecimiento o confusión
• Fatiga al hacer ejercicio
• Sudoración

Población susceptible.

Cualquier persona, puede desarrollar FA. Por lo general las personas que tienen una o más de las siguientes condiciones están en mayor riesgo. (fig. 1)

 

Fig. 1 Factores de riesgo para Fibrilación Auricular

 

Complicaciones.

El peligro real es el mayor riesgo de EVC, debido a que los latidos sin ritmo, permiten que la sangre se acumule en las aurículas, lo que puede causar la formación de coágulos y, al desprenderse, viajar al cerebro.

En general, la mayoría de los riesgos, síntomas y consecuencias de FA se relacionan con la velocidad y frecuencia de los latidos. La hipertensión arterial es un factor de riesgo para la FA, y también es la principal culpable de un EVC.

De acuerdo con la organización mundial de la salud, el EVC constituye la segunda causa global de muerte (9.7%)⁶, y la FA es la causante de al menos uno de cada 4 EVC's. La persona con un EVC secundario a FA tiene un 50% de probabilidad de permanecer discapacitado, además de que aumenta el riesgo de muerte a los 3 meses en 50%.⁷

Objetivos del tratamiento de la fibrilación auricular

Dentro del tratamiento de esta enfermedad, existen varias metas que se debe cumplir para garantizar un mejor control y evitar complicaciones

-Recuperar el ritmo normal del corazón.

-Reducir la frecuencia cardíaca

-Reducir el riesgo de EVC

-Reducir factores de riesgo precipitantes.

El tratamiento adecuado para personas con FA depende de una serie de factores, incluyendo: la gravedad de los síntomas, la causa, duración de la FA, y el riesgo general de la persona de sufrir un EVC.

Tratamiento farmacológico

El tratamiento farmacológico de la FA se basa en 3 principales esquemas

1.- Tratamiento anticoagulante.

Se utiliza para evitar la formación de trombos.⁸

2.- Tratamiento para controlar la frecuencia cardíaca

La función de estos medicamentos es disminuir la cantidad de veces que late el corazón por minuto.⁹ (Ver Tabla 1.)

Tabla 1. Efecto de los medicamentos para control frecuencia cardíaca.

3.- Control del ritmo cardíaco

Se refiere a los antiarrítmicos para restaurar el ritmo sinusal normal, a esto se le conoce como cardioversión farmacológica.¹⁰(Ver Tabla 2.)

Tabla 2. Efecto de los medicamentos para controlar el ritmo cardíaco

 

Tratamiento no farmacológico

1.-Procedimientos no quirúrgicos:

• Cardioversión eléctrica. - Su función es reiniciar el ritmo del corazón con la ayuda de descargas eléctricas, bajo apoyo de anestesiología y previa realización de un ultrasonido de corazón, que descarte la presencia de trombos.

• Ablación por radiofrecuencia o crioablación. Es un procedimiento invasivo, para aislar eléctricamente las venas pulmonares de la aurícula izquierda.¹¹

2.-Procedimientos quirúrgicos:

Marcapasos. El marcapasos no elimina la arritmia, sólo se usa en aquellos casos en los que la frecuencia cardiaca es muy lenta, y adicionalmente tienen fibrilación auricular, algo que se conoce como FA lenta.¹²

Conclusión

La fibrilación auricular representa el 60.7% de todas las arritmias en México, y tiene una prevalencia aproximada de 1 al 2% en la población en general, aumentando su incidencia en edad avanzada. La FA representa un mayor riesgo para presentar un EVC, lo cual conlleva a una mayor probabilidad de muerte o discapacidad.

Este tipo de arritmia puede ir desde asintomática o presentarse en la mayoría de las ocasiones con palpitaciones rápidas e irregulares. Esta enfermedad se asocia a ciertos factores como la edad avanzada, hipertensión, enfermedades cardiacas, consumo excesivo de alcohol, antecedentes familiares o incluso ser atleta de alto rendimiento.

Los objetivos del tratamiento van encaminados a recuperar el ritmo normal del corazón, reducir la frecuencia cardiaca y reducir el riesgo de cardio embolismo. Se administran anticoagulantes para evitar formación de coágulos, fármacos para controlar la frecuencia o tratar de recuperar el ritmo normal. Además, también se puede optar por cardioversión eléctrica o ablación por radiofrecuencia o con criobalón; o en caso de FA lenta, puede necesitarse la colocación del marcapasos.

Las personas que viven con fibrilación auricular, pero con el tratamiento adecuado y algunos cambios en el estilo de vida, pueden mantenerse activos y enérgicos. Los síntomas como fatiga, dificultad para respirar y latidos acelerados, pueden dificultar el desplazamiento y limitar sus actividades diarias.

Bibliografía

1. January, C., Wann, L., Alpert, J., Calkins, H., Cigarroa, J., & Cleveland, J. et al. (2014). 2014 AHA/ACC/HRS Guideline for the Management of Patients With Atrial Fibrillation: Executive Summary: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines and the Heart Rhythm Society. Circulation, 130(23), 2071-2104. doi: 10.1161/cir.0000000000000040.
2. Alan S. Go, Elain M. Hylek, Kathleen A. Phillips, YuChiao Chang, Lori E. Henault, Joe V. Selby, Daniel E. Singer. (Mayo, 9, 2018). Prevalence of Diagnosed Atrial Fibrillation in Adults National Implications for Rhythm Management and Stroke Prevention: the AnTicoagulation and Risk Factors In Atrial Fibrillation (ATRIA) Study. clinical cardiology, 285, 2370.
3. Go, A., Mozaffarian, D., Roger, V., Benjamin, E., Berry, J., & Borden, W. et al. (2012). Heart Disease and Stroke Statistics--2013 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation, 127(1), e6-e245. doi: 10.1161/cir.0b013e31828124ad.
4. Jesús A. González-Hermosillo, Manlio F. Márquez, Salvador Ocampo-Peña. (2017). Diseño de un registro de fibrilación auricular y riesgo embólico en México: CARMEN-AF. Archivos de Cardiología de México, 87, 5-12.
5. Heart.org. (2018). What are the Symptoms of Atrial Fibrillation (AFib or AF)?. [online] Available at: http://www.heart.org/HEARTORG/Conditions/Arrhythmia/AboutArrhythmia/What-are-the-Symptoms-of-Atrial-Fibrillation-AFib-or-AF_UCM_423777_Article.jsp#.Wu9-sYgvzIU [Accessed 6 May 2018].
6. Arauz, Antonio, & Ruíz-Franco, Angélica. (2012). Enfermedad vascular cerebral. Revista de la Facultad de Medicina (México), 55(3), 11-2.
7. Lamassa, M., Di Carlo, A., Pracucci, G., Basile, A., Trefoloni, G., & Vanni, P. et al. (2001). Characteristics, Outcome, and Care of Stroke Associated With Atrial Fibrillation in Europe : Data From a Multicenter Multinational Hospital-Based Registry (The European Community Stroke Project). Stroke, 32(2), 392-398. http://dx.doi.org/10.1161/01.str.32.2.392.
8. Treatment and Prevention of Atrial Fibrillation. (2018). Retrieved from http://www.heart.org/HEARTORG/Conditions/Arrhythmia/AboutArrhythmia/Treatment-and-Prevention-of-Atrial-Fibrillation_UCM_423778_Article.jsp.
9. Restrepo, C. (Octubre de 2007). Tratamiento farmacológico: Control de la frecuencia cardiaca en pacientes con fibrilación auricular. Revista Colombiana de Cardiología, 14(3), 91-94.
10. Medina, L. E., & Marin, J. E. (Octubre de 2007). Tratamiento farmacológico de la fibrilación Auricular. Control del ritmo cardíaco. Revista Colombiana de Cardiología, 14(3), 86-90.
11. Keegan, R., Aguinaga, L., Secchi, J., Valentino, M., Femenía, F., Del Río, A., Martellotto, A. (7 de Noviembre de 2011). Guía para la ablación por catéter de arritmias cardíacas. . Federación Argentina de Cardiología, 40(4), 391-406.
12. Ostabal Artigas, M. I., Fragero Blesa, E., & Comino García , A. (2003). Terapéutica. El empleo racional de los marcapasos cardíacos. Med Integral, 41(3), 151-161.