I biomateriali sintetici potrebbero diventare cruciali nelle situazioni di trauma d’emergenza

Particelle simili a piastrine contro le emorragie

La perdita di sangue è una causa importante di morte dopo traumi e incidenti. Anche questo settore può beneficiare di tecnologie più avanzate per migliorare le cure.

Nelle emorragie gravi possono essere necessarie trasfusioni, comprese quelle di piastrine secondo la situazione clinica. Le piastrine sono frammenti cellulari coinvolti nell’emostasi, non l’unico elemento della coagulazione.

In presenza di un danno vascolare le piastrine aderiscono al sito, si attivano e si aggregano. Insieme alla formazione di fibrina contribuiscono al coagulo che limita il sanguinamento.

Il coagulo comprende piastrine e fibrina, una rete proteica generata dal fibrinogeno circolante. La cascata coinvolge diversi fattori della coagulazione, tradizionalmente indicati con numeri romani. Non significa che siano tredici proteine tutte identiche o che la fibrina circoli normalmente già come rete fibrosa.

Conservare e trasportare piastrine donate è difficile, soprattutto prima dell’arrivo in ospedale. I limiti comprendono «disponibilità dei donatori, requisiti di trasporto e conservazione, rischio di contaminazione batterica e durata breve, spesso circa 5–7 giorni». La durata dipende dal prodotto e dal metodo di conservazione.

Le piastrine restano una componente difficile da rendere disponibile nell’assistenza preospedaliera. Gli studi sulle trasfusioni precoci nell’emorragia massiva sostengono la ricerca su come integrarle con globuli rossi concentrati e plasma.

Piastrine artificiali bioispirate: passato, presente e futuro.

L’emorragia traumatica richiede un controllo rapido. Sono necessari diversi strumenti, dalle misure meccaniche alle trasfusioni; nessuna nuova particella sostituisce automaticamente l’intera assistenza al trauma.

Oltre a migliorare i prodotti piastrinici naturali, si studiano sistemi sintetici che ne imitano alcune funzioni.

Ricercatori della North Carolina State University, dell’Università della Virginia, della Duke University e della Chapman University hanno pubblicato lo studio «Particelle ultrasoffici simili a piastrine arrestano il sanguinamento in modelli di trauma nei roditori e nei suini».

Piastrine artificiali

Diversi gruppi hanno cercato di imitare le funzioni delle piastrine.

Sistemi artificiali e combinazioni con piastrine naturali sono oggetto di ricerca. Non è dimostrato che abbiano già risolto la maggior parte dei problemi delle trasfusioni. Un approccio consiste nel collegare particelle sintetiche a proteine o frammenti proteici.

Il gruppo ha creato particelle simili a piastrine, dette PLP, usando microgel molto soffici e deformabili con frammenti anticorpali specifici per la fibrina. Sono particelle di idrogel su scala micrometrica; chiamarle tutte semplicemente nanogel può essere fuorviante.

Il legame con la fibrina attivata mira a concentrare l’azione nei siti di formazione del coagulo, con poca affinità per il fibrinogeno circolante.

La deformabilità aiuta le particelle a interagire con la rete di fibrina e a favorire la retrazione del coagulo. Nelle prove sperimentali questo ha sostenuto stabilità e riparazione dei tessuti.

Risultati preclinici e valutazione della sicurezza

In vitro le PLP si legavano selettivamente alla fibrina e miglioravano alcuni parametri della formazione del coagulo.

Nei modelli animali studiati hanno ridotto la perdita di sangue senza evidenze di coagulazione indesiderata nei test effettuati. Questo risultato non esclude ogni rischio trombotico nell’uomo: coaguli fuori sede possono causare eventi gravi.

Una riduzione del sanguinamento è stata osservata anche in condizioni sperimentali di coagulopatia da diluizione, quando la diluizione del sangue compromette l’emostasi.

Gli effetti sono stati osservati sia con somministrazione prima del trauma sperimentale sia subito dopo.

Gli esperimenti di distribuzione hanno indicato eliminazione renale delle particelle, possibilmente favorita dalle loro proprietà ultrasoffici. È un dato di sicurezza preclinica, non la prova che ogni dose, uso ripetuto o impiego nell’uomo sia sicuro.

Potenziale delle piastrine artificiali negli esseri umani

Pronto soccorso e trauma

La conservazione di alcuni meccanismi della coagulazione nei mammiferi rende plausibile proseguire la ricerca. Non consente di assegnare una probabilità molto alta di successo clinico senza studi nell’uomo.

Una possibile applicazione futura è l’emergenza preospedaliera, se efficacia, stabilità, dosaggio e sicurezza saranno dimostrati e autorizzati.

I traumi sono una causa importante di morte nei giovani e negli adulti. L’originale citava circa 31.000 morti annue negli Stati Uniti per emorragie potenzialmente prevenibili. È una stima riferita a uno specifico contesto, non il numero di decessi che queste particelle hanno già dimostrato di poter evitare. Controllo del sanguinamento, trasporto rapido e disponibilità di sangue restano essenziali.

Attività pericolose e militari

I miglioramenti dell’assistenza militare ai traumi hanno ridotto la mortalità in Afghanistan. Il calo di quasi il 50% tra il 2005 e il 2013 citato nell’originale non va attribuito a un solo intervento.

Tra i contributi figurano lacci emostatici appropriati, emoderivati e percorsi di evacuazione e cura più rapidi.

Se validate, particelle stabili e trasportabili potrebbero essere utili nei kit militari. La loro adozione generalizzata non è però certa e dipenderà da prove, autorizzazioni e organizzazione.

La distanza dagli ospedali e i limiti delle scorte rendono importante la ricerca in questo settore. Anche in tale contesto le PLP sarebbero un possibile supporto, non un sostituto di tutte le cure.

Emofilia

L’emofilia A e B derivano principalmente da deficit dei fattori VIII e IX, non da fibrina “sbagliata”. L’utilità delle PLP in tali condizioni deve essere dimostrata specificamente e non può essere dedotta automaticamente dai modelli di trauma.

Un eventuale uso preventivo o ripetuto richiederebbe studi dedicati di efficacia e sicurezza a lungo termine.

Aziende di sangue e piastrine

Nel contesto dello studio del 2024 queste PLP erano una tecnologia preclinica, non un prodotto clinico commercializzato. Le aziende già attive nei prodotti ematici hanno competenze pertinenti, ma non è dimostrato che le società seguenti svilupperanno o distribuiranno proprio questa tecnologia.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL è un gruppo biofarmaceutico con prodotti derivati dal plasma, terapie geniche e prodotti ricombinanti.

Le attività nei prodotti derivati dal plasma fanno capo a CSL Behring. Nel rapporto 2024 il gruppo indicava 349 centri di raccolta in Cina, Europa e Nord America e prodotti forniti in oltre 100 paesi. I paesi serviti non coincidono con quelli in cui si trovano i centri. CSL Behring rappresentava una parte importante del fatturato; una quota di un terzo richiede una precisa definizione del mercato.

Il gruppo dispone anche di una pipeline di ricerca in immunologia, ematologia, patologie respiratorie e cardiovascolari. Vaccini e nefrologia fanno parte delle attività del gruppo, anche attraverso le diverse divisioni.

Le competenze nel plasma e nei prodotti ematici possono essere rilevanti per nuove terapie. Non dimostrano però che CSL sarà tra i primi produttori di piastrine artificiali: servirebbero programmi o accordi specifici.

2. Takeda

Takeda è un gruppo farmaceutico giapponese diversificato, attivo anche nelle terapie derivate dal plasma.

La sua rete di raccolta opera tramite BioLife Plasma. Il numero di 230 centri nell’originale era temporale: nella comunicazione di maggio 2024 l’azienda indicava circa 260 centri a livello globale. Takeda si descrive come uno dei principali operatori nelle terapie derivate dal plasma, con circa 20 marchi nel settore e una lunga esperienza. Numero di marchi e anni di attività non sono una prova di efficacia di futuri prodotti.

La pipeline è ampia e comprende gastroenterologia, infiammazione e terapie derivate dal plasma. Il numero di 23 candidati in fase 3 del testo originale va riferito al documento e alla data da cui proviene, non considerato una misura sempre valida.

Come per CSL, queste competenze potrebbero essere pertinenti, ma non provano un impegno nello sviluppo delle PLP descritte.

Takeda ha anche collaborato con aziende tecnologiche. L’originale cita esempi legati a nanomateriali e produzione, tra cui i nanomateriali di BioSurfaces, le nanoparticelle di Cour Pharmaceutical Development e il MicroJet Reactor di leon-nanodrugs.

Queste collaborazioni non implicano automaticamente un programma di piastrine artificiali. Dal risultato preclinico a un prodotto servono sviluppo, produzione controllata e studi clinici.