Ubrzana istraživanja za sintetičkom zamenom krvi

Čak i u vremenima bez pandemije, potreba za krvlju je opstala. U SAD-u preko 4,5 miliona ljudi godišnje primi transfuziju, a nešto više od 60.000 Amerikanaca umre od gubitka krvi svake godine.  S obzirom na potražnju, oslanjanje isključivo na velikodušnost donatora bilo je izazovno.

Naučnici i zdravstveni radnici vekovima istražuju zamene za krv. Pandemija, koja je izazvala nestašicu krvi, bacila je novo svetlo na tu potragu, i ubrzala postojeća istraživanja.

Ubrzo nakon otkrića cirkulacije krvi 1616. godine, ljudi su isprobali različite alternative transfuzije kao što su pivo, mleko i urin. Tokom 1870-ih i 1880-ih, transfuzija kravljeg, kozjeg, pa čak i ljudskog mleka postala je popularna u Sjedinjenim Državama. Nije iznenađujuće da su ovi proizvodi pali u nemilost zbog zdravstvenih komplikacija.

Kim Džong Un ponovo se igra sa raketama

Sa pojavom svetskih ratova, intenzivirani su istraživački napori da se pronađu alternative za ovom dragocenom tečnošću. Međutim, u poslednjih nekoliko decenija, uprkos neviđenom medicinskom napretku, od transplantacije svinjskih srca do 3D štampanja organa, sinteza nečega tako fundamentalnog kao što je krv imala je ograničen uspeh.

Krv je kao supa sa više sastojaka. Tečna, i najveća, komponenta je plazma, koja sadrži soli, antitela i druge glavne proteine. Čvrsta, ili ćelijska, komponenta je mali deo trombocita (neophodan za zgrušavanje), belih krvnih zrnaca (za borbu protiv infekcija) i obilje crvenih krvnih zrnaca (RBC). Svaki RBC sadrži poseban protein nazvan hemoglobin koji je neophodan za transport kiseonika i drugih gasova.

Napredak u istraživanju specifičnih komponenti krvi je varirao.

Plazma sušena zamrzavanjem je već na tržištu, a trombociti sušeni zamrzavanjem su u trenutnom istraživanju na ljudima – rekao je Dr. Alen, direktor Centra za transport kiseonika u krvi i hemostazu na Medicinskom fakultetu Univerziteta u Merilendu.

Ali biosintetički nosači kiseonika su još uvek u naprednom pretkliničkom razvoju zbog složenosti imitacije, a ne samo sušenja zamrzavanjem, ljudskih ćelija.

Način na koji se hemoglobin zadržava za kiseonik u našim plućima i otpušta ga u naše organe, dok uzima u obzir promenljive zahteve, kao što su fizičke vežbe ili prilagođavanje na veće visine, je sofisticirano. Transport ugljen-dioksida iz tkiva nazad u naša pluća je podjednako dinamičan i zamršen proces.

Nosači kiseonika na bazi hemoglobina (HBOC), takođe poznati kao ‘krvne zamene’, proizvedeni su korišćenjem hemoglobina koji je uklonjen iz crvenih krvnih zrnaca – Abdu Alajaš, šef Laboratorije za biohemiju i vaskularnu biologiju u Centru za procenu biologije FDA i istraživanja.

Ali pošto hemoglobin u ovim nosačima više nije zatvoren, može da prođe hemijske promene koje ga čine izuzetno reaktivnim i toksičnim dok cirkuliše u krvi, uzrokujući oštećenje tkiva.

Prva generacija HBOC-a imala je značajne neželjene efekte kao što su povišen krvni pritisak, povreda bubrega i oštećenje srca. Kao rezultat toga, ta klinička ispitivanja su prekinuta i napredak u istraživanju zamene za krv usporen. Ali nedavni napredak u biomedicinskom inženjerstvu, sintetičkoj hemiji i biologiji matičnih ćelija pomogao je u rešavanju nekoliko ograničenja i inspirisao mnoge kreativnije pristupe pronalaženju održivih zamena za krv.

Iako je krv davalaca naša najbolja opcija, ona ima nekoliko ograničenja.

Svaka jedinica može da se skladišti do samo šest nedelja na niskim temperaturama, što izaziva logističke izazove za upotrebu u hitnim situacijama. Krvne ćelije takođe imaju mozaik proteina na svojoj površini koji izazivaju jake imune odgovore ako se ne podudaraju tokom transfuzije i mogu da sadrže infektivne patogene.

Vedska astrološka predikcija za 17.04.2022.

Idealni prototip zamene za krv ima za cilj da prevaziđe ova ograničenja. Postojanje stabilnosti na policama van bolnica bi olakšalo upotrebu u hitnim situacijama. Nedostatak proteina koji izazivaju imunološke reakcije učinilo bi ga šire transfuzijskim. Sterilni dizajn i proizvodni cevovod bi sprečili širenje patogena koji se prenose krvlju. A da se ne dobije od proizvoda ljudske krvi, koristilo bi ljudima.

Ali dok zadovoljavanje svakog kriterijuma može biti teško, istraživači značajno napreduju kroz multidisciplinarne pristupe.

Neke grupe poboljšavaju upotrebljivost HBOC-a da bi ublažile neželjene efekte reaktivnog hemoglobina. Jedan takav proizvod je Hemopure, dobijen od prečišćenog kravljeg hemoglobina i stabilizovan hemikalijama za vezivanje. Uprkos tome što je prošao mnogo krugova kliničkih ispitivanja, njegovi neželjeni efekti, uključujući visok krvni pritisak i moždani udar, sprečili su puno odobrenje kod Američke Uprave za hranu i lekove.

Proizvod funkcioniše kao dobar most između vanredne situacije i omogućavanja vašem telu da nastavi svoj prirodni proces stvaranja krvi – rekao je Džonatan H. Voters, direktor Programa upravljanja krvlju na Medicinskom centru Univerziteta u Pitsburgu.

Ali pošto nije odobren od strane FDA, moramo da prođemo kroz mnoge obruče da bismo mu pristupili za saosećajnu upotrebu.

Hemopur često služi kao spasonosni „lek“. Vaters se nada da regulatorne agencije prepoznaju važnost ovih kliničkih scenarija i da ih uzmu u obzir u budućim odlukama o odobrenju.

Napredak u tehnologijama nanokapsula doveo je do drugih proizvoda kao što je Eritromer, crveni prah sastavljen od ljudskog hemoglobina u složenoj mešavini membranskih lipida. Njegova jedinstvena formula, koju su razvili doktor, Dipanjan Pan i kolege, omogućava nekoliko meseci stabilnosti i brzu rekonstituciju ne samo u oblastima sa ograničenim resursima kao što su ratne zone, već i u civilnim prehospitalnim traumama. Pošto je prošao FDA-ove pre-istražne zahteve za nove lekove, predviđen je za klinička ispitivanja faze I 2024.

Ali neki istraživači tvrde da upotreba kravljeg ili ljudskog hemoglobina može biti osnovni problem jer su to molekuli koji prirodno postoje u omotaču unutar membrane eritrocita, bez direktnog kontakta sa krvotokom. Kada su izolovani i izloženi krvnim sudovima, oni reaguju sa molekulima na koje ne bi trebalo da utiču, izazivajući štetne neželjene efekte. Grupa Džejkoba Elmera na Univerzitetu Vilanova umesto toga istražuje hemoglobin iz gliste poznate kao kanadski noćni puzavac, koji prirodno cirkuliše u krvotoku bez zaštite crvenih krvnih zrnaca.

Hemoglobin glista ima mnogo povoljnih adaptacija što ga čini odličnim kandidatom za zamenu za krv – rekao je Elmer – .. a preliminarne studije su pokazale da mogu bezbedno da isporuče kiseonik miševima i hrčcima bez štetnih efekata kravljeg i ljudskog hemoglobina.

Iako su ove studije u ranoj fazi, Elmer je rekao da se nada da bi mogle dovesti do razvoja sigurnijih i efikasnijih nosača kiseonika.

Međutim, nisu svi naučnici za transfuziju zrelih hemoglobina i umesto toga koriste fleksibilnost matičnih ćelija.

Odrasle ljudske ćelije mogu se pretvoriti u višenamenske matične ćelije, koje se zatim mogu pretvoriti u krvne ćelije – rekao je Kristofer Tom, istraživač krvi na Medicinskom fakultetu Perelman Univerziteta u Pensilvaniji.

Ali postoji nekoliko ograničenja koja treba da bolje razumemo, uključujući zašto ovi eritrociti dobijeni iz matičnih ćelija favorizuju ekspresiju fetalnog hemoglobina i ne gube lako jezgra kada sazrevaju, što čini njihov transport kiseonika manje efikasnim.

Napredak u ovom domenu može dovesti do pretvaranja bilo kog izvora ćelije u krvne ćelije i proizvodnje velikih količina eritrocita u jednostavnim laboratorijskim uslovima.

Novi detalji o smrti Muamera Zukorlića: Oglasio se Usame

Uprkos naučnim složenostima, istraživanja o sintetičkim zamenama za krv brzo napreduju.

Nekoliko pretkliničkih studija za HBOC se zaokružuju, a klinička ispitivanja su na horizontu. Grupe koje proučavaju hemoglobine i matične ćelije beskičmenjaka željne su da uđu u istraživanje jedinstvenih mehanizama transporta kiseonika i da se uključe u razmenu znanja.

Kada budemo u mogućnosti da optimizujemo komponentu koja prenosi kiseonik, sastavljanje svih delova za ispitivanje sintetičke pune krvi biće sledeći veliki korak – rekao je doktor.

Osim nauke, neki istraživači su frustrirani regulatornim zahtevima.

FDA je najveća prepreka napretku razvoja veštačkih nosača kiseonika.. – rekao je Džonatan Jahr, profesor emeritus na UCLA anesteziologiji.

Moraju da prevaziđu zahtev za proizvod bez neželjenih efekata, jer svi lekovi imaju neželjene efekte, uključujući krv!

Za FDA, međutim, pitanja bezbednosti i toksičnosti zahtevaju oprez.

FDA priznaje da HBOC imaju mnoge potencijalne prednosti u odnosu na ljudsku krv, uključujući dostupnost, kompatibilnost i dugotrajno skladištenje – rekla je portparolka Ebi Kapobijanko.

Međutim, oni takođe izazivaju brojne zabrinutosti, uključujući toksičnost. Osnova toksičnosti HBOC-a je slabo shvaćena i istraživanje koje sprovodi industrija može biti vlasnička.

Kapobianko je rekao da FDA podržava „bezbedan klinički razvoj HBOC-a“ i radi sa industrijom i naučnim grupama na unapređenju ovih proizvoda.

Ali čak i ako su bore kod neželjenih efekata HBOC-a izjednačene, može li sintetička krv od vremenski ograničene tehnologije „premošćavanja“ preći u nešto samostalnije? Doktor je rekao da se nada.

Kada budemo mogli da uspostavimo korist u kliničkim okruženjima gde krv nije opcija i naučili kako da produžimo vreme cirkulacije veštačkih nosača kiseonika – rekao je – ..očekujem da ćemo moći da nastavimo da koristimo ove nosače kao prava alternativa prirodnoj krvi.

 

Izvor: The Washington Post