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Las micropartículas consisten en una sola capa de lípidos (moléculas grasas) que rodean una diminuta bolsa de gas oxígeno, y se administran en una solución líquida. En un artículo de portada del número del 27 de junio de Science Translational Medicine, el doctor John Kheir, del Departamento de Cardiología del Hospital Infantil de Boston, y sus colegas informan de que una infusión de estas micropartículas en animales con niveles bajos de oxígeno en sangre restablecía la saturación de oxígeno en sangre hasta niveles casi normales, en cuestión de segundos.

Cuando la tráquea estaba completamente bloqueada -un escenario más peligroso en el «mundo real»- la infusión mantenía a los animales con vida durante 15 minutos sin una sola respiración, y reducía la incidencia de paros cardíacos y lesiones orgánicas.

Las soluciones de micropartículas son portátiles y podrían estabilizar a los pacientes en situaciones de emergencia, ganando tiempo para que los paramédicos, los médicos de urgencias o los de cuidados intensivos puedan colocar con mayor seguridad un tubo de respiración o llevar a cabo otras terapias para salvar vidas, dice Kheir.

«Se trata de un sustituto de oxígeno a corto plazo, una forma de inyectar de forma segura gas de oxígeno para apoyar a los pacientes durante unos minutos críticos», dice. «Con el tiempo, esto podría almacenarse en jeringas en todos los carros de códigos de un hospital, ambulancia o helicóptero de transporte para ayudar a estabilizar a los pacientes que tienen dificultades para respirar».

Las micropartículas probablemente sólo se administrarían durante un corto período de tiempo, entre 15 y 30 minutos, porque se llevan en el líquido que sobrecargaría la sangre si se utiliza durante períodos más largos, dice Kheir.

Kheir también señala que las partículas son diferentes de los sustitutos de la sangre, que transportan oxígeno pero no son útiles cuando los pulmones no pueden oxigenarlos. En cambio, las micropartículas están diseñadas para situaciones en las que los pulmones están completamente incapacitados.

Kheir comenzó a investigar la idea del oxígeno inyectable en 2006, tras atender a una niña que sufrió una grave lesión cerebral derivada de una neumonía severa que le provocó una hemorragia en los pulmones y niveles de oxígeno muy bajos. A pesar de los esfuerzos del equipo, la niña murió antes de que pudieran conectarla a una máquina de circulación extracorpórea. Frustrado por ello, Kheir formó un equipo para buscar otra forma de suministrar oxígeno.

«Algunos de los experimentos más convincentes fueron los primeros», dice. «Nos sacábamos sangre, la mezclábamos en un tubo de ensayo con las micropartículas y veíamos cómo la sangre azul se volvía inmediatamente roja, ante nuestros ojos».

A lo largo de los años, Kheir y su equipo han probado varias concentraciones y tamaños de las micropartículas para optimizar su eficacia y hacerlas seguras para la inyección. «El esfuerzo fue realmente multidisciplinar», dice Kheir. «Hicieron falta ingenieros químicos, científicos especializados en partículas y médicos para conseguir la mezcla adecuada».

En los estudios recogidos en el artículo, utilizaron un dispositivo llamado sonicador, que emplea ondas sonoras de alta intensidad para mezclar el oxígeno y los lípidos. El proceso atrapa el gas de oxígeno dentro de partículas de un tamaño medio de 2 a 4 micrómetros (no visibles sin un microscopio). La solución resultante, en la que el gas oxígeno constituye el 70 por ciento del volumen, se mezcló eficazmente con la sangre humana.

«Una de las claves del éxito del proyecto fue la capacidad de administrar una cantidad concentrada de gas oxígeno en una pequeña cantidad de líquido», afirma Kheir. «La suspensión lleva de tres a cuatro veces el contenido de oxígeno de nuestros propios glóbulos rojos».

La administración intravenosa de gas de oxígeno se intentó a principios del siglo XX, pero estos intentos no consiguieron oxigenar la sangre y a menudo provocaron peligrosas embolias gaseosas.

«Hemos sorteado este problema empaquetando el gas en pequeñas partículas deformables», explica Kheir. «Aumentan drásticamente la superficie para el intercambio de gases y son capaces de pasar a través de los capilares donde el gas libre se atascaría».

El estudio fue financiado por tres premios del Fondo de Desarrollo Tecnológico del Hospital Infantil de Boston y un Premio de Investigación Básica del Departamento de Defensa de EE.UU. a Kheir.