Las plaquetas sanguíneas desencadenan daños multiorgánicos tras una operación cardíaca

Plaquetas sanguíneas en tinción Giemsa.
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A pesar de que los cirujanos se han vuelto más hábiles para realizar cirugías cardíacas que salvan vidas, el resultado general del procedimiento continúa amenazado por complicaciones como la lesión renal, la lesión pulmonar aguda y el deterioro neurocognitivo. Por ejemplo, se observa daño detectable al riñón en aproximadamente el 54 % de los pacientes después de una cirugía de injerto de derivación de arteria coronaria.

El daño a los riñones y otros órganos no se desencadena tanto por la reparación quirúrgica del corazón en sí sino por la respuesta inflamatoria masiva, que surge por múltiples factores: la maquinaria utilizada para mantener el flujo de sangre y oxígeno, los cambios en el flujo sanguíneo durante la cirugía y las respuestas tisulares al trauma quirúrgico.

En un estudio publicado el 18 de marzo en la revista Science Advances por un equipo de investigadores dirigido por Jörn Karhausen profesor asistente en el Departamento de Anestesiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke, se describe cómo se desarrolla esta respuesta inflamatoria y cómo se puede evitar.

"Nos encontramos con un problema en el que se puede reparar el corazón, pero podríamos crear una lesión diferente para el paciente que puede ser peligrosa y cambiar totalmente su pronóstico a largo plazo", dijo Karhausen. "Si podemos entender este fenómeno, con suerte, podemos prevenirlo o al menos minimizarlo".

En el artículo actual, Karhausen y sus colegas, que probaron en modelos de ratones y ratas, en líneas celulares humanas y analizaron muestras de pacientes, describieron una interacción poco entendida entre las plaquetas en la sangre y los mastocitos, que son células inmunes tisulares ubicadas típicamente cerca de los vasos sanguíneos.

El trabajo se basa en una serie de estudios anteriores de Karhausen y otros que habían demostrado un vínculo entre las respuestas plaquetarias durante la cirugía cardíaca y la lesión orgánica. Las plaquetas son apreciadas principalmente por su papel en el sangrado y  en la coagulación de la sangre, pero no estaba claro qué papel juegan en el desarrollo del daño tisular.

En el estudio actual, Karhausen y sus colegas descubrieron que las plaquetas activadas se unen a la pared del vaso y entran en contacto cercano con los mastocitos. Debido a que los mastocitos pueden lanzar respuestas inflamatorias extremadamente potentes, incluidas reacciones alérgicas potencialmente mortales como el shock anafiláctico, el grupo investigó más a fondo la comunicación entre estos 2 tipos de células.

Los investigadores observaron que las ratas se sometieron a un procedimiento que imita muchos aspectos de la cirugía cardíaca en humanos. Descubrieron que en este contexto, las plaquetas se activan y se agregan en pequeños vasos en ciertos tejidos susceptibles, donde desencadenan la respuesta de los mastocitos y provocan la liberación de compuestos inflamatorios típicamente destinados a combatir los patógenos.

Además de lanzar una poderosa respuesta inflamatoria generalizada, la activación generalizada de los mastocitos también podría ser la fuente de una variedad de problemas comunes en la cirugía cardíaca, incluidos períodos prolongados de presión arterial baja a través de la liberación de mediadores de la dilatación de los vasos sanguíneos y elvdaño directo de los órganos a través de la liberación de enzimas digestivas de tejidos.

Los investigadores confirmaron sus hallazgos al manipular la activación de plaquetas y la activación de mastocitos utilizando animales genéticamente modificados. Ambas manipulaciones cambiaron el curso de los eventos inflamatorios, lo que demuestra que la activación plaquetaria fue suficiente para lanzar las respuestas inflamatorias dependientes de mastocitos. De hecho, la inhibición de la activación plaquetaria durante la cirugía en las ratas frenó la cascada inflamatoria potencialmente mortal.

"La evidencia de nuestro modelo de cirugía cardíaca en ratas mostró que el antagonista de plaquetas clopidogrel detuvo el depósito de plaquetas en la microvasculatura, evitó la caída asociada en el recuento de plaquetas y redujo las lesiones inflamatorias y tisulares mediadas por mastocitos", dijo Karhausen. "Esto está en línea con muchas observaciones clínicas que hemos realizado recientemente tanto en cirugía cardíaca como en pacientes críticos, por ejemplo durante la sepsis, y sugiere un mecanismo importante que podría controlarse con medicamentos conocidos".

Sin embargo, Karhausen señaló que la inhibición plaquetaria también presenta un riesgo considerable de hemorragia en este contexto, lo que podría requerir un enfoque más específico para inhibir la activación de los mastocitos.

El estudio recibió fondos de los Institutos Nacionales de Salud (1R56HL126891-01, 1R35 HL144976-01, R01-AI096305, R56-DK095198, U01-AI082107, T32HL007149, 1R01HL130443). Se recibió más apoyo del Centro Nacional de Recursos de Investigación (S10RR027926), la Asociación Americana del Corazón (15SDG25080046) y una subvención del Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de Duke (UL1TR002553).

Fuente de la noticia: Duke University Medical Center. "Blood platelets trigger events that cause organ damage after heart surgery: Inhibiting this response could result in fewer complications and deaths from surgery." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 March 2020.