Investigación destacada: Tecnologías de laboratorio en un chip para mejorar la evaluación de los glóbulos rojos almacenados

Jul 21, 2023

Noticiasjul | 26 | 2023

Ziya Isiksacan, PhD, un investigador del Centro de Ingeniería en Medicina y Cirugía (CEMS) es el autor principal, yOsman Berk Usta, PhD, investigador del CEMS del Hospital General de Massachusetts y profesor asociado de Cirugía en la Facultad de Medicina de Harvard, es el autor principal de un nuevo estudio publicado en PNAS, Evaluación de glóbulos rojos almacenados mediante tecnologías de laboratorio en un chip para precisión. Medicina transfusional.

El artículo es una colaboración entre múltiples institutos y disciplinas internacionales y busca generar debate y cambio hacia una mejor evaluación de la sangre almacenada.

Este es un artículo de perspectiva motivado por problemas relacionados con la calidad de los glóbulos rojos (RBC) almacenados y la falta de una buena evaluación antes de su transfusión. Específicamente, nosotros y otros postulamos que, según las prácticas actuales, los eritrocitos almacenados no siempre son seguros para transfundir debido a factores del donante, el tiempo y el procesamiento. Esto es especialmente problemático para los pacientes críticamente enfermos, los que reciben regímenes de transfusión crónicos y las cirugías en las que se transfunden grandes volúmenes de glóbulos rojos.

En consecuencia, desde esta perspectiva, hemos destacado la falta de evaluación cuantitativa de los glóbulos rojos almacenados antes de la transfusión, unidad por unidad, un fracaso notable en esta era de la medicina personalizada. Prevemos que, durante la próxima década, tecnologías de vanguardia como las ómicas y el aprendizaje automático puedan combinarse para identificar primero un conjunto de métricas de calidad cuantitativas clave (es decir, un índice de calidad) para los eritrocitos almacenados. Estos índices de calidad pueden luego guiar a las plataformas de laboratorio en un chip armadas con nuevos biosensores para monitorear continuamente la calidad de los eritrocitos almacenados y luego hacer coincidir las propiedades de la unidad de eritrocitos con las necesidades del paciente.

Lo que hace que este artículo sea único es la amplia variedad de autores que representan a las diferentes partes interesadas que, en última instancia, contribuirán a las soluciones propuestas en el artículo de perspectiva. Específicamente, hemos reclutado expertos en hematología, medicina transfusional, almacenamiento y bioconservación de sangre, ómica, ingeniería y ciencias biológicas, salud global y ética que representan puntos de vista tanto académicos como industriales. Las tecnologías de laboratorio en un chip pueden garantizar un flujo de trabajo de transfusión más exitoso al permitir la evaluación objetiva de las unidades de eritrocitos almacenadas utilizando métricas de calidad identificadas por -ómicas y aprendizaje automático, marcando así el comienzo de una nueva era de medicina transfusional de precisión. Abordar el potencial y los desafíos de la medicina transfusional de precisión facilitará el futuro convergente propuesto en el que cada unidad de glóbulos rojos almacenada se evalúa antes de la transfusión mediante un índice de calidad. Esto requerirá que todas las partes interesadas (incluidos los expertos en bancos de sangre, biopreservación, medicina transfusional, ómica, aprendizaje automático, bioingeniería, ética, regulación y, en última instancia, pacientes) participen en debates y colaboraciones multidisciplinarias en lugar de sus actuales esfuerzos aislados. Esta Perspectiva, en la que contamos con un equipo diverso de partes interesadas, es un paso hacia esta era imaginada de precisión en la medicina transfusional.

Nuestro flujo de trabajo previsto, discutido en esta perspectiva, fue concebido para una transfusión más segura (menos efectos adversos y complicaciones) y más eficaz. Como se señaló, la falta de evaluación de la calidad de los eritrocitos almacenados puede ser especialmente problemática para los pacientes en estado crítico, los que reciben regímenes de transfusión crónicos y las cirugías en las que se transfunden grandes volúmenes de eritrocitos. Por lo tanto, si los flujos de trabajo previstos se realizan, representarían un paso adelante trascendental para la seguridad del paciente.

Esta perspectiva fue escrita por un consorcio de autores que representan a diferentes partes interesadas con el objetivo de visualizar y crear un futuro mejor para la seguridad de los medicamentos transfusionales con el uso de tecnologías avanzadas. Como tal, nuestros próximos pasos son crear foros interactivos (conferencias y grupos de trabajo) para involucrar y movilizar a un mayor número de partes interesadas para lograr los objetivos previstos descritos en esta perspectiva.

El consorcio de autores incluye: Dr. Ziya Isiksakan(microfluidos, biopreservación, morfología de eritrocitos, ingeniería eléctrica - MGH y Shriners Children's),Dr. Angelo D'Alessandro(Metabolómica, proteómica, bioquímica, medicina transfusional, biología de los glóbulos rojos – U. Colorado Anschutz),Dra. Susan M. Lobo(bioética, derecho, derecho de la salud, derecho científico – U. Minnesota),Dr. David H. McKenna(medicina transfusional, sangre, terapia celular, control de calidad, patología – U. Minnesota),Dra. Shannon N. Tessier(biopreservación, bioquímica, MGH y Shriners Children's), Dr. Erdem Kucukal(trastornos eritrocíticos, hemorreología, comercialización de ingeniería mecánica – Biochips Labs), Dr. Aslihan A. Gokaltun(bioconservación, biomateriales, ciencia de polímeros, ingeniería química - MGH y Shriners Children's),Quiero a Guillermo(bioconservación, biología de los glóbulos rojos – U. Alberta), Dr. A.S. Rebeca D. Sandlin(Criobiología, bioestabilización, salud global – MGH y Shriners Children's), Dr. Juan Obispo(bioconservación, nanocalentamiento, criobiología, ingeniería mecánica),Dr. Narla Mohandas(Hematología, medicina transfusional, bancos de sangre, biología de los glóbulos rojos – New York Blood Center), Dr. Michael Busch(medicina y seguridad de transfusiones, seguridad de la sangre, enfermedades infecciosas – Vitalant Research Institute y U. California San Francisco),Dr. Caglar Elbuken(Microfluidos, diagnóstico en el lugar de atención, instrumentación, morfología de eritrocitos, biosensores - U. Oolu y Bilkent U). Dr. Umut A. Gurkan(trastornos de glóbulos rojos, microfluidos clínicos, diagnóstico en el lugar de atención, comercialización, ingeniería mecánica – Case Western U. & Biochips Labs), Dr. Mehmet Toner(microfluidos, diagnóstico en el lugar de atención, biopreservación, salud global, ingeniería mecánica - MGH y Shriners Children's),Dr. Jason P. Acker(criobiología, biología de los glóbulos rojos, lesión oxidativa, medicina transfusional, bancos de sangre, U. Alberta y Canadian Blood Services),Dr. Martín L. Yarmush(bioconservación, ingeniería de tejidos, bioquímica, microfluidos, ingeniería biomédica - MGH y Shriners Children's),Dr. O. Berk Usta(bioconservación, microfluidos, ingeniería de tejidos, ingeniería biomédica) – MGH y Shriners Children's).

Isiksacan Z, D'Alessandro A, Wolf SM, McKenna DH, Tessier SN, Kucukal E, Gokaltun AA, William N, Sandlin RD, Bischof J, Mohandas N, Busch MP, Elbuken C, Gurkan UA, Toner M, Acker JP, Yarmush ML, Usta OB (2023). Evaluación de glóbulos rojos almacenados mediante tecnologías de laboratorio en un chip para medicina transfusional de precisión. PNAS 10.1073/pnas.2115616120

El Hospital General de Massachusetts, fundado en 1811, es el hospital universitario más grande y original de la Facultad de Medicina de Harvard. El Mass General Research Institute lleva a cabo el programa de investigación hospitalario más grande del país, con operaciones de investigación anuales de más de mil millones de dólares y está compuesto por más de 9500 investigadores que trabajan en más de 30 institutos, centros y departamentos. En julio de 2022, Mass General ocupó el puesto número 8 en la lista de "Mejores hospitales de Estados Unidos" de US News & World Report. MGH es miembro fundador del sistema de atención médica de Mass General Brigham.

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