Las enfermedades derivadas fundamentalmente de etiologías tromboembólicas presentan una fuente importante de morbilidad y mortalidad en la sociedad actual. Las manifestaciones de la patogenia tromboembólica incluyen, entre otras, infartos de miocardio, accidentes cerebrovasculares isquémicos, trombosis venosas profundas y embolias pulmonares1. Una enorme cantidad de investigación en curso, que abarca múltiples disciplinas, gira en torno al desarrollo de métodos seguros y eficaces para tratar la trombosis patógena. Las variaciones en las manifestaciones arteriales y venosas de la trombosis y las diferentes localizaciones anatómicas han dado lugar al desarrollo de diferentes enfoques de tratamiento. Sin embargo, el tratamiento agudo generalmente se basa en el uso de trombólisis farmacológica a través de activadores del plasminógeno con el potencial de trombectomía mecánica en ciertas circunstancias clínicas2.
El desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento farmacológico se basa fundamentalmente tanto en modelos animales in vivo como en modelos de digestión in vitro para ensayos preclínicos 3,4. Los modelos in vivo se benefician naturalmente de su capacidad para capturar la compleja interacción de varios parámetros fisiológicos en la eficacia del tratamiento, que incluyen la eliminación de agentes farmacéuticos, así como las interacciones celulares con los fármacos. Sin embargo, esta misma complejidad a menudo hace que estos modelos sean bastante costosos e introduce problemas adicionales cuando se intenta aislar la farmacodinámica/cinética subyacente en animales que difieren significativamente de la fisiología humana. El desarrollo de modelos in vitro ha ayudado al facilitar un entorno de prueba destilado en el que se puede realizar el desarrollo y la detección de fármacos, pero a menudo carece de la fidelidad necesaria para recapitular el estado de la enfermedad que se está estudiando.
Los protocolos in vitro comúnmente encontrados para probar nuevos trombolíticos se basan en la utilización de coágulos formados y lisados en condiciones estáticas, en las que la masa residual del coágulo sirve como criterio de valoración primario 5,6. Desafortunadamente, estas técnicas no tienen en cuenta los aspectos mecánicos de la lisis de coágulos, como el flujo turbulento y las caídas de presión transtrombos, que pueden alterar significativamente la farmacodinámica de los fármacos de prueba. Además, los coágulos formados en condiciones estáticas contienen una microarquitectura que difiere de los coágulos fisiológicos. Se ha demostrado de manera reproducible que la presencia de cizallamiento durante la formación de coágulos afecta las características del coágulo resultante, como la activación plaquetaria y la reticulación de fibrina. Los coágulos que se producen bajo el flujo de cizallamiento exhiben una heterogeneidad compleja desde la punta hasta la cola que está ausente en los coágulos formados estáticamente 7,8. Tales desviaciones de la arquitectura fisiológica del coágulo pueden afectar a una importante caracterización del desarrollo de fármacos que incluye la penetración del fármaco dentro de un trombo y la posterior eficiencia de la lisis9.
Para abordar algunas de estas limitaciones asociadas con el uso de modelos estáticos de coagulación/lisis de coágulos, la adopción del bucle de Chandler tanto para la formación de coágulos como para la lisis de coágulos en presencia de cizallamiento ha experimentado un resurgimiento10. Aunque estos sistemas permiten una mejor representación de la dinámica de flujo y generan coágulos con una arquitectura fisiológicamente más relevante en comparación con los ensayos relativamente estáticos, sus condiciones de flujo simplificadas siguen representando una desviación de las condiciones fisiológicas. Por último, también se han llevado a cabo abordajes microfluídicos debido a su facilidad de obtención de imágenes y patrones de flujo uniformes; Sin embargo, siguen siendo una remoción significativa de las condiciones fisiológicas esperadas dentro de los vasos más grandes afectados principalmente en la mayoría de los trastornos tromboembólicos clínicamente relevantes11,12.
Teniendo en cuenta la discusión anterior, desarrollamos un modelo de trombólisis in vitro de alta fidelidad para el cribado preclínico de fármacos trombolíticos. El modelo tiene como objetivo abordar algunos de los escollos actuales detallados anteriormente en el ámbito del cribado de nuevas terapias trombolíticas y se validó la reproducibilidad y la sensibilidad a diferentes concentraciones del activador tisular del plasminógeno (tPA). El sistema descrito en este documento ofrece flujos de cizallamiento fisiológicos que utilizan una bomba peristáltica, un amortiguador de presión, un depósito calentado, dos sensores de presión, un fluorómetro en línea y un análogo de coágulo formado por cizallamiento en bucle de Chandler marcado con fluorescencia para facilitar el seguimiento en tiempo real de la fibrinólisis13. En conjunto, el sistema general se denomina ensayo de fibrinólisis fluorométrica de flujo en tiempo real (ensayo RT-FluFF)14 y este manuscrito analizará las complejidades de la configuración y ejecución exitosas de ensayos en este modelo de trombólisis in vitro de alta fidelidad.