Por Anne Trafton Más de 20 millones de estadounidenses se someten a pruebas de colonoscopia cada año y, en muchos de esos casos, los médicos terminan extirpando pólipos de 2 cm o más y que requieren atención adicional. Este procedimiento ha reducido en gran medida la incidencia general de cáncer de colon, pero no sin complicaciones, ya que los pacientes pueden experimentar hemorragias gastrointestinales tanto durante como después del procedimiento. Con la esperanza de evitar que ocurran esas complicaciones, los investigadores del MIT han desarrollado un nuevo gel, GastroShield, que se puede rociar en los sitios quirúrgicos a través de un endoscopio. Este gel forma una capa protectora resistente pero flexible que sirve como escudo para el área dañada. El material evita el sangrado retardado y refuerza la integridad mecánica del tejido. "Nuestra tecnología adhesiva sensible al tejido está diseñada para interactuar con el tejido a través de interacciones covalentes e iónicas complementarias, así como interacciones físicas para proporcionar una protección prolongada de la lesión durante días para evitar complicaciones después de la extirpación de pólipos y otras heridas con riesgo de sangrado en el tracto gastrointestinal", dice Natalie Artzi, científica investigadora principal en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT. profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de Harvard, y autor principal del artículo. En un estudio con animales, los investigadores demostraron que la aplicación GastroShield se integra perfectamente con los procedimientos endoscópicos actuales y proporciona protección de heridas durante tres a siete días, donde ayuda a que el tejido sane después de la cirugía. Artzi y otros miembros del equipo de investigación han creado una empresa llamada BioDevek que ahora planea seguir desarrollando el material para su uso en humanos. Gonzalo Muñoz Taboada, CEO de BioDevek, y Daniel Dahis, científico principal de BioDevek, son los autores principales del estudio, que aparece en la revista Advanced Materials. Elazer Edelman, profesor Edward J. Poitras de Ingeniería y Ciencias Médicas en el MIT y director del IMES, y Pere Dosta, ex postdoctorado en el laboratorio de Artzi, también son autores del artículo. Geles adhesivos Las pruebas de detección de cáncer de colon de rutina a menudo revelan pequeños pólipos precancerosos, que se pueden extirpar antes de que se vuelvan cancerosos. Por lo general, esto se hace con un endoscopio. Si se produce algún sangrado durante la extirpación del pólipo, los médicos pueden cauterizar la herida para sellarla, pero este método crea una cicatriz que puede retrasar la curación y provocar complicaciones adicionales. Además, en algunos pacientes, el sangrado no se produce hasta unos días después del procedimiento. Esto puede ser peligroso y puede requerir que los pacientes regresen al hospital para recibir tratamiento adicional. Otros pacientes pueden desarrollar pequeños desgarros que hacen que el contenido intestinal se filtre hacia el abdomen, lo que puede provocar una infección grave y requiere atención de emergencia. Cuando se requiere refuerzo de tejido, los médicos a menudo insertan clips de metal para mantener el tejido unido, pero estos no se pueden usar con pólipos más grandes y no siempre son efectivos. Los esfuerzos para desarrollar un gel que pudiera sellar las heridas quirúrgicas no han tenido éxito, principalmente porque los materiales no pudieron adherirse al sitio quirúrgico durante más de 24 horas. El equipo del MIT probó docenas de combinaciones de materiales que pensaron que podrían tener las propiedades adecuadas para este uso. Querían encontrar formulaciones que mostraran una viscosidad lo suficientemente baja como para ser fácilmente administradas y rociadas a través de una boquilla en el extremo de un catéter que cabe dentro de los endoscopios comerciales. Al mismo tiempo, al entrar en contacto con el tejido, esta formulación debe formar instantáneamente un gel resistente que se adhiere fuertemente al tejido. También querían que el gel fuera lo suficientemente flexible como para soportar las fuerzas generadas por los movimientos peristálticos del tracto digestivo y los alimentos que fluyen. A los investigadores se les ocurrió una combinación ganadora que incluye un polímero llamado pluronic, que es un tipo de copolímero en bloque que puede autoensamblarse en esferas llamadas micelas. Los extremos de estos polímeros contienen múltiples grupos aminas, que terminan en la superficie de las micelas. El segundo componente del gel es el 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 "autocurativas" y pueden absorber las fuerzas que encuentran de los movimientos peristálticos y los alimentos que se mueven a lo largo del tracto digestivo, rompiéndose temporalmente y luego volviéndose a ensamblar. "Para obtener un material que se adhiera a los criterios de diseño y que pueda administrarse a través de los colonoscopios existentes, examinamos las bibliotecas de materiales para comprender cómo los diferentes parámetros afectan la gelificación, la adhesión, la retención y la compatibilidad", dice Artzi. Una capa protectora El gel también puede soportar el pH bajo y la actividad enzimática en el tracto digestivo, y proteger el tejido de ese entorno hostil mientras se cura a sí mismo, lo que subraya su potencial para su uso en otras heridas gastrointestinales con alto riesgo de sangrado, como las úlceras estomacales, que afectan a más de 4 millones de estadounidenses cada año. En las pruebas en animales, los investigadores encontraron que todos los animales tratados con el nuevo gel mostraron un sellado rápido y no hubo perforaciones, fugas ni sangrado en la semana posterior al tratamiento. El material duró unos cinco días, después de lo cual se desprendió junto con la capa superior de tejido a medida que se curaban las heridas quirúrgicas. Los investigadores también realizaron varios estudios de biocompatibilidad y encontraron que el gel no causaba ningún efecto adverso. "Una característica clave de esta nueva tecnología es nuestro objetivo de hacerla traslacional. GastroShield fue diseñado para ser almacenado en forma líquida en un kit listo para usar. Además, no requiere ninguna activación, luz o solución desencadenante para formar el gel, con el objetivo de que el uso endoscópico sea fácil y rápido", dice Muñoz, quien actualmente lidera el esfuerzo de traslación de GastroShield. BioDevek está trabajando ahora en el desarrollo del material para su posible uso en pacientes. Además de su uso potencial en colonoscopias, este gel también podría ser útil para tratar úlceras estomacales y afecciones inflamatorias como la enfermedad de Crohn, o para administrar medicamentos contra el cáncer, dice Artzi. La investigación fue financiada, en parte, por la Fundación Nacional de Ciencias.