Lungul drum către sângele artificial: Una dintre cele mai valoroase substanțe din lume nu a fost niciodată reprodusă.
Suntem aproape? Studii clinice din Statele Unite, Regatul Unit și Japonia explorează înlocuitori artificiali ai sângelui, în încercarea de a preveni decesul din cauza lipsei de sânge.
Milioane de oameni mor în fiecare an la nivel global din cauza lipsei accesului la sânge, au arătat studiile Organizației Mondiale a Sănătății (OMS).
Sângele transportă oxigenul în întregul organism și elimină deșeurile, printre multe alte funcții esențiale.
Sângele produs în laborator a fost utilizat pe oameni în cadrul primului studiu clinic în 2022, în special la pacienții cu grupe sanguine rare.
Oamenii de știință explorează producția de sânge artificial în contextul lipsei de sânge și al necesității unor transfuzii sigure. Sângele artificial ar putea rezolva problemele de penurie, în special pentru cei cu grupe sanguine rare.
Cercetătorii lucrează, de asemenea, la dezvoltarea sângelui sintetic ca parte a eforturilor de a sprijini medicina de urgență, chirurgia și transfuziile.
Așadar, cât de aproape sunt oamenii de știință de a dezvolta sânge artificial?
Ce este sângele artificial?
Sângele artificial este un termen larg care include atât sângele produs în laborator, cât și sângele sintetic.
Sângele sintetic, care este încă în curs de studiu, este un substitut complet creat de om și nu conține celule umane. Aceste molecule proiectate imită funcția celulelor sanguine prin transportul oxigenului. Acesta este conceput în principal pentru situații de urgență sau pentru medicina militară, unde este necesară furnizarea imediată de oxigen, dar potrivirea tipurilor de sânge este dificilă.
De exemplu, armata Statelor Unite a investit 46 de milioane de dolari în dezvoltarea ErythroMer, un substitut de sânge sintetic conceput pentru a fi universal compatibil și stabil fără refrigerare. Acest produs este încă în curs de cercetare și testare pentru a-i stabili siguranța și eficacitatea.
Pe de altă parte, sângele produs în laborator este creat prin cultivarea globulelor roșii umane într-un mediu controlat în afara corpului.
Odată disponibile, celulele sanguine cultivate în laborator ar putea face tratamentul anumitor cazuri medicale mai eficient, a declarat Cedric Ghevaert, profesor de medicină transfuzională la Universitatea Cambridge din Regatul Unit.
De exemplu, trombocitele cultivate în laborator ar putea fi mai eficiente în oprirea sângerării la pacienții cu traumatisme, comparativ cu cele administrate pacienților cu leucemie, care primesc trombocite pentru a preveni sângerarea, mai degrabă decât pentru a opri sângerarea activă.
Cum se produce sângele obținut în laborator?
Acest proces începe cu celulele stem, care sunt celule speciale care se pot dezvolta în diferite tipuri de celule în organism. Acestea includ globule roșii, trombocite (care ajută la coagularea sângelui) sau chiar celule ale pielii, în funcție de locul în care se găsesc celulele stem și de modul în care acestea sunt stimulate.
Oamenii de știință folosesc un tip specific de celule numite celule stem hematopoietice, care produc toate tipurile de celule sanguine, inclusiv globule albe, globule roșii și trombocite. Acestea se găsesc în măduva osoasă – țesutul moale din interiorul oaselor – sau în sângele unui donator.
Pentru a transforma aceste celule stem în globule roșii, ele sunt plasate într-un laborator și expuse la factori de creștere – substanțe naturale care ajută celulele să se dezvolte.
Pe parcursul mai multor săptămâni, celulele stem se transformă treptat în globule roșii mature și funcționează la fel ca cele naturale.
Prof. Ghevaert a explicat că oamenii de știință sunt capabili să „editeze genetic” celulele stem pentru a stimula producția de sânge și pentru a elimina markerii grupului sanguin. Acest lucru le-ar putea permite să creeze sânge universal, care poate fi administrat oricui, fără a fi nevoie să se potrivească unor grupe sanguine specifice.
Produsele din sânge sintetic sau produs în laborator sunt în prezent doar în stadiul de cercetare și dezvoltare
În 2022, un studiu clinic desfășurat în Regatul Unit a marcat o etapă importantă prin transfuzia de globule roșii crescute în laborator unor voluntari umani pentru a evalua standardele de siguranță și longevitatea acestora
Ar fi necesare mai multe teste înainte ca acest produs să poată fi aprobat din punct de vedere medical pentru utilizare comercială.
În plus, producerea de sânge cultivat în laborator este în prezent mult mai costisitoare decât utilizarea sângelui donat
În 2013, Agenția pentru proiecte de cercetare avansată în domeniul apărării (DARPA), o agenție guvernamentală din Statele Unite, a raportat că materialele chimice necesare pentru a produce o unitate de sânge crescut în laborator costă peste 90.000 de dolari Datorită progreselor în metodele de producție, acest cost a fost redus în prezent la mai puțin de 5.000 de dolari pe unitate. Prin comparație, spitalele americane au plătit în medie 215 dolari pe unitate de globule roșii donate în 2019.
Sângele artificial a fost utilizat în studii clinice
Un studiu clinic efectuat în 2022 în Regatul Unit a marcat primul caz de transfuzie cu celulele roșii de sânge produse în laborator.
Un mic studiu inițial desfășurat în Japonia în 2022 a testat vezicule de hemoglobină, mici componente artificiale ale sângelui concepute pentru a transporta oxigenul în același mod în care o fac globulele roșii reale Studiul a examinat dacă acestea ar putea fi o alternativă sigură și eficientă la transfuziile de sânge obișnuite
La studiu au participat 12 bărbați voluntari sănătoși cu vârste cuprinse între 20 și 50 de ani, împărțiți în trei grupuri. Fiecare grup a primit o singură injecție intravenoasă de vezicule de hemoglobină în cantități crescătoare 10 ml, 50 ml și 100 ml.
Unii participanți au prezentat efecte secundare ușoare, cum ar fi febră și erupții cutanate, dar aceste probleme s-au rezolvat rapid Nu au existat modificări semnificative ale semnelor vitale, inclusiv ale tensiunii arteriale.
Există încă mai multe obstacole în calea fabricării comerciale a sângelui. Printre acestea se numără modalitatea de creștere a producției pentru a satisface cererea clinică, asigurând în același timp siguranța și funcționalitatea produselor din sânge cultivate în laborator sau sintetice
În plus, autoritățile de reglementare din domeniul sănătății, precum Administrația pentru Alimente și medicamente (FDA) din Statele Unite și Agenția Europeană a Medicamentului (EMA) încă stabilesc dacă sângele produs în laborator ar trebui clasificat drept terapie celulară sau medicament, ceea ce ar determina modul în care ar fi reglementat, a explicat prof. Ghevaert.
S-ar putea produce sânge artificial pentru grupele sanguine rare
Sângele cultivat în laborator poate fi adaptat pentru grupele sanguine rare.Sângele sintetic, care este lipsit de celule, transportă oxigen fără a fi nevoie de markeri specifici pentru grupa de sânge. Acest lucru ar putea face din acest produs o alternativă universală pentru transfuzii, reducând nevoia de potrivire exactă cu donatorul.
Pe lângă grupele sanguine tipice ABO și Rhesus (Rh), oamenii de știință au identificat alte 36 de sisteme de grupe sanguine, fiecare cu caracteristici unice.
În total, există mai mult de 600 de antigene diferite – mici markeri de pe suprafața globulelor roșii care ajută sistemul imunitar să recunoască sângele ca fiind „sigur” sau „străin”.
O grupă sanguină este considerată rară dacă îi lipsesc antigenele comune pe care majoritatea oamenilor le au sau posedă antigene neobișnuite pe care majoritatea oamenilor nu le au. Acest lucru face mai dificilă găsirea de donatori compatibili pentru transfuzii.
Crearea sângelui artificial ar putea rezolva deficitul mondial de sânge
Sângele artificial are potențialul de a atenua penuria globală de sânge, în special în țările cu venituri mici și medii, spun experții
Potrivit OMS, la nivel mondial se colectează aproximativ 118,5 milioane de donații de sânge, 40% dintre acestea fiind colectate în țările cu venituri ridicate, care reprezintă doar 16% din populația mondială
Studiile recente arată, de asemenea, că sunt necesare aproape 2.000 de unități de sânge la 100.000 de persoane pentru a satisface cererile medicale globale, însă persistă penurii grave, în special în Africa Subsahariană, Asia de Sud și Oceania.
În aceste regiuni, unde rezervele de sânge sunt extrem de scăzute, ratele mortalității cauzate de hemoragii sunt semnificativ mai mari decât în țările mai bogate.
Comunitățile rurale din țările cu venituri mici și medii sunt cele mai afectate, formând „deșerturi de sânge” – zone în care mai mult de 75 % dintre pacienții care au nevoie de transfuzii nu au acces la sânge.
Aceste lipsuri se datorează în primul rând problemelor legate de depozitarea și accesul la sânge. De exemplu, având în vedere că băncile de sânge se află adesea la câteva ore distanță, medicii din aceste regiuni sunt nevoiți să amâne sau să anuleze operații vitale.
Prof. Ghevaert spune că unul dintre principalele avantaje ale sângelui produs în laborator ar fi, de asemenea, valoarea sa în situații de criză, cum ar fi pandemiile, războaiele sau dezastrele naturale, atunci când există o creștere bruscă a cererii.
Leave a Reply