Movilidad de neutrófilos como potencial biomarcador de sepsis

El desarrollo de sepsis en pacientes con quemaduras importantes puede ser predicho por patrones anormales de movilidad de los leucocitos, llamados neutrófilos, medidos a través de canales microscópicos de un novedoso dispositivo.

Dado que los síntomas de la sepsis son similares a los de la inflamación sistémica que se produce en casi todos los pacientes con quemaduras graves, el diagnóstico de sepsis se basa en el cultivo de bacterias de la sangre, un proceso que requiere de 12 a 24 horas.

Los científicos y los bioingenieros en el Hospital General de Massachusetts (Boston, MA, EUA) tomaron muestras de sangre de pacientes con grandes lesiones térmicas, ingresados en el Hospital General de Massachusetts (MGH). Los criterios de participación incluían quemaduras que cubrían al menos el 20% de la superficie corporal total, con edades entre 18 y 81 años, y participaron tanto hombres como mujeres, distribuidos proporcionalmente entre los grupos étnicos.

Los neutrófilos fueron aislados de la sangre total por gradiente de densidad utilizando el Kit EasySep para Neutrófilos Humanos (StemCell Technologies Inc.; Vancouver, BC, Canadá). Se fabricó un dispositivo de microfluidos para generar gradientes químicos, en dos pasos simples realizados en el inicio del estudio, después de lo cual el dispositivo no requiere ninguna intervención del usuario o bombas de jeringa externas para funcionar. Los dispositivos de microfluidos se hicieron con dos capas de SU8 fotoresistente (Microchem; Newton, MA, EUA; www.microchem.com), el primero de 3 micras de espesor y el segundo de 50 µm de espesor, que fueron modelados en una oblea de silicio de forma secuencial empleando dos máscaras de fotolitografía y ciclos de procesamiento. La oblea con patrones fotorresistentes fue utilizada como un molde para producir partes de polidimetilsiloxano, que luego se unieron irreversiblemente a portaobjetos de vidrio estándar.

El equipo analizó la capacidad de los neutrófilos a partir de muestras de sangre de 13 pacientes con quemaduras graves, recogidos varias veces durante su tratamiento, para moverse a través del dispositivo cuando se cebó con uno de dos atrayentes químicos o con solución salina, y se comparó con el movimiento de las células de tres voluntarios sanos. Los neutrófilos de individuos sanos se movieron con rapidez y eficacia a través del dispositivo hacia un atrayente químico, navegando fácilmente alrededor de las esquinas y los postes, mientras que las células de pacientes con quemaduras mostraron un movimiento limitado, más lento y mal organizado hacia la señal química. Este movimiento de los neutrófilos en la ausencia de señales químicas fue observado en muestras tomadas de algunos pacientes varios días antes de que se pudiese hacer un diagnóstico de sepsis y una vez que comenzó el tratamiento antibiótico efectivo el patrón de movimiento inusual comenzó a desaparecer.

Daniel Irimia, MD, PhD, autor principal del estudio, dijo: “Ya que sólo un puñado de raros desórdenes genéticos afectan la función de los neutrófilos, durante mucho tiempo se ha asumido que el estudio de estas células no era importante; pero nuestros resultados indican que los neutrófilos desempeñan un papel mucho más importante en la sepsis de lo que ha sido apreciado. También estamos trabajando para ampliar esta investigación a otros pacientes en riesgo de sepsis, para ver si los resultados de los pacientes quemados tienen una aplicación más amplia”. El estudio fue publicado el 9 de diciembre de 2014, en la revista Public Library of Science ONE.

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Massachusetts General Hospital
STEMCELL Technologies Inc
Microchem