Científicos xaponeses anunciaron un descubrimento que podería salvar moitas vidas. Hoxe a medicina alcanzou alturas sen precedentes, pero os pacientes aínda carecen dos órganos necesarios ou de sangue do grupo desexado. Con isto último, quizais en breve non haberá problemas: os investigadores lograron crear sangue sintético adecuado para a transfusión para absolutamente todos.
Os tipos de sangue dos pacientes deben confirmarse antes de que poidan recibir a transfusión, polo tanto, o persoal médico de emerxencia e outros traballadores sanitarios non poden transfundir o sangue ata que se aclare. A aparición de sangue universal permitirá realizar o procedemento incluso antes de transportar ás vítimas ao hospital - a longo prazo isto aumentará o nivel de supervivencia no caso de lesións.
Xa se realizaron probas sobre coellos e os resultados, segundo os científicos, parecen moi alentadores: seis de cada dez animais que necesitaban transfusión sobreviviron. Non se observaron efectos secundarios negativos. Ademais, ese sangue pódese almacenar a temperatura normal durante máis dun ano. Se novas probas permiten introducir o descubrimento na medicina, isto facilitará o traballo dos médicos e salvará moitas vidas.
A pandemia fixo que os científicos rusos recordasen a páxina dramática da historia da biofísica rusa. Esta é unha droga especial, cuxo desenvolvemento na época soviética estaba envolto en misterio e foi acompañado de traxedias ata os suicidios dos seus creadores. Por que falaron do remedio, que é un substituto artificial do sangue, en relación co coronavirus? Pode ser que o réxime de tratamento, que agora se aplica en todo o mundo, non sexa certo?
O experimento non serve para o impresionable: un rato de laboratorio vivo colócase nun líquido no que segue a respirar inexplicablemente. Por suposto, o segredo aquí non está no animal, senón na cantidade de osíxeno neste líquido. Os perfluorocarbonos distínguense pola capacidade de absorción e despois desprenden osíxeno. Usando esta propiedade, os científicos crearon unha emulsión que transportaba osíxeno artificial. Perftoran.
Nos anos no Instituto de Biofísica Teórica e Experimental de Pushchino, os científicos estiveron a desenvolver o que os xornalistas entón chamarían "sangue azul". Esta é unha droga que pode asumir algunhas das funcións do sangue vermello - por exemplo, a saturación e a transferencia de osíxeno. Un grupo de desenvolvedores liderado polo profesor Beloyartsev brinda un premio estatal, pero de súpeto a investigación cesa. O KGB busca Félix Beloyartsev. En decembro de 1985, incapaz de soportar a presión, o científico colgouse na súa propia casa de campo.
No despacho de Heinrich Ivanitsky, o entón xefe do Instituto Pushcha, o retrato de Félix Beloyartsev estaba nun lugar destacado. Cinicamente, a súa morte converteuse nunha droga única anti-publicidade. Co paso dos anos, todo tipo de departamentos intentaron demostrar o seu dano.
Henry Ivanitsky, supervisor do Instituto de Biofísica Teórica e Experimental da Academia Rusa de Ciencias: "" O fiscal xeral envioulle a investigar en Ucraína se haberá tumores cancerosos en ratos ou non. Ben, enviamos o número de litros deste perftorano. Chamei a Romodanov, dicindo: "que fixeches"? Di: Sabes, Heinrich, temos unha cousa estraña: temos todo o control e estes viven por quen derramaron. "
Fronte ao retrato de Beloyartsev hai unha foto do Premio do Goberno de 1998 para Perftoran. Os científicos lograron salvar a droga, investigar, establecer produción, pero non conseguiron gardala.
Sergey Vorobyoven anos Fundador e xefe do NPF "Perftoran" no Instituto de Biofísica Teórica e Experimental da Academia Rusa de Ciencias: "Intentamos ampliar esta produción, pero, por desgraza, a droga foi comprada por entidades comerciais. De feito, entrou na natación gratuíta. Durante uns cinco anos, a droga non estivo dispoñible, por desgraza, non está nas farmacias ".
Ao preguntarlle unha entrevista, o xefe desta empresa pediulle que non escribise máis, aínda que parece que agora é o momento de falar de perfluorane. En abril, estudosos de China e Italia publican estudos independentes. En xeral, suxiren que o principal obxectivo do coronavirus non son os pulmóns, senón os eritrocitos, que transportan osíxeno por todo o corpo. De aí vén o efecto da hipoxia, por iso as máquinas de ventilación non sempre axudan. En casos graves, o osíxeno simplemente non vai máis alá dos pulmóns: non hai transporte. E por iso os autores, como tratamento, suxiren explorar a transfusión, é dicir, a transfusión. Pero entón comeza case unha sensación.
Alexander EdigerFarmacólogo clínico: “Levei a información que había e, xa sabes, o resto do meu pelo empezou a arruinarnos. A ventilación artificial dos pulmóns e ECMO - oxixenación extracorpórea da membrana - tamén inclúe o apoio respiratorio, osixenan o sangue e saturan o sangue con osíxeno. E aquí podes saturar o sangue de osíxeno sen todos estes exercicios difíciles, que consumen tempo e arriscados ".
Científicos do Instituto Pushkin conseguiron salvar unha pequena área para a produción de perfluorano, unha droga que aínda non foi creada por ningún país do mundo. Sen grandes investimentos e produción industrial segundo o estándar mundial para a fabricación de medicamentos, non se pode sacar ao mercado un medicamento, pero agora é necesario, e non só a capacidade de transferir osíxeno, os desenvolvedores están seguros.
Evgeny Maevsky, Xefe do Laboratorio de Enerxía de Sistemas Biolóxicos, Instituto de Biofísica Teórica e Experimental da Academia Rusa de Ciencias: “Se se introduce o perfluorano, todo o fluorocarbono se excreta, exhalarse polos pulmóns. É dicir, os pulmóns teñen o maior contacto cos fluorocarbonos, que estabilizan as membranas de todas as células do pulmón. Podes imaxinar? Ademais, este efecto ten un efecto antiinflamatorio. "
Non obstante, non se realizaron estudos sobre estándares farmacéuticos mundiais con perftorano. E este é o argumento dos escépticos.
Valery Subbotina, Xefe do Centro de Anestesioloxía e Coidados Intensivos MKSC. Loginova: "Adiviña que o coronavirus infecta glóbulos vermellos tamén é unha teoría confirmada e confirmada. O uso de fármacos cun mecanismo de acción incomprensible en pacientes cun efecto incomprensible do virus pode producir cousas moi ambiguas. "
Pero isto non significa que non se teña que examinar o medicamento para a loita contra o coronavirus, xa que se estudan decenas de medicamentos existentes, especialmente porque están interesados nos resultados dun estudo en todo o mundo.
Sangue máis seguro
Para comezar, as persoas empregan a axuda dos doantes por falta doutra. O propio sangue dun doador pode ser unha fonte de moitos perigos. Ás veces as persoas son portadoras de todo tipo de infeccións sen sospeitar dela. Unha proba rápida comproba o sangue de SIDA, hepatite, sífilis, pero non se poden detectar inmediatamente outros virus e infeccións se o doante do mesmo non sabe.
A pesar das medidas de protección, a miúdo transmítense varios virus xunto con sangue. Por exemplo, herpes, citomegalovirus, papilomavirus. Ás veces tamén se transmite a hepatite, xa que as probas poden determinar a presenza de hepatite só uns meses despois de que entre no torrente sanguíneo.
O sangue fresco só se pode almacenar durante 42 días (aproximadamente) e só unhas horas sen arrefriarse. As estatísticas dos Estados Unidos din que unhas 46 persoas morren nun día por perda de sangue - e esta é outra razón pola que os científicos (non só nos Estados) traballan durante moitas décadas para atopar un substituto sanguíneo adecuado.
O sangue artificial salvaría todos os problemas. O sangue artificial pode ser mellor que o real. Imaxina que é axeitado para pacientes con calquera grupo, almacénase máis tempo que o sangue ordinario e en condicións máis suaves, faise rápido e en grandes cantidades. Ademais, o custo do sangue artificial pode reducirse que o do sangue dos donantes.
Crise de hemoglobina
Hai 60 anos intentáronse crear sangue artificial. E se tomamos como base os experimentos do cirurxián soviético Vladimir Shamov sobre transfusión de sangue cadavérica, realizados por primeira vez en 1928, resulta que o camiño cara á transfusión de sangue non procedente de doantes comúns é de case 90 anos.
O sangue cadavérico non se coñece debido á falta de proteína fibrinóxena nel, non require a adición dun estabilizador para o seu almacenamento e pode transfundirse a un paciente con calquera grupo sanguíneo. Podes sacalo bastante - un cadáver en media permítelle preparar 2,9 litros de sangue.
En 1930, o cirurxián e científico soviético Sergey Yudin utilizou por primeira vez unha transfusión de sangue nunha clínica para persoas de súpeto falecidas. Posteriormente, a experiencia adquirida foi aplicada con éxito durante os anos da Segunda Guerra Mundial, cando o sangue recibido de mortos converteuse a miúdo na única oportunidade para a supervivencia dos soldados feridos.
Os primeiros experimentos relativamente exitosos con sangue sintético comezaron na década dos 80 do século pasado, cando os científicos intentaron resolver o problema da entrega de osíxeno aos órganos. As células artificiais foron feitas a partir de hemoglobina humana purificada que leva osíxeno proteico. Non obstante, resultou que a hemoglobina fóra da célula interactúa mal cos órganos, dana o tecido e conduce á vasoconstricción. Durante os ensaios clínicos dos primeiros substitutos do sangue, algúns pacientes sufriron golpes. Os experimentos non remataron aí, só nos substitutos de sangue as moléculas de hemoglobina recibiron un revestimento dun polímero sintético especial.
Sangue. Basta con engadir auga
As moléculas protexidas son po que se pode usar en calquera lugar botando auga. As células sintéticas pódense usar con calquera tipo de sangue e almacenalas durante moito tempo a temperatura ambiente. Non obstante, non axudarán á perda de sangue severa e apoiarán ao paciente só ata a transfusión de sangue real do doador.
Noutro estudo, usáronse perfluorocarbonos en vez de hemoglobina. Trátase de hidrocarburos nos que todos os átomos de hidróxeno son substituídos por átomos de flúor. Son capaces de disolver unha gran cantidade de gases diferentes, incluído osíxeno.
Estas botellas conteñen Oxycyte, un sangue artificial branco composto por varios perfluorocarbonos
A hemoglobina a base de perfluorocarbono Fluosol-DA-20 foi desenvolvida en Xapón e probouse por primeira vez nos Estados Unidos en novembro de 1979. Os primeiros en recibilo foron pacientes que rexeitaron unha transfusión de sangue por motivos relixiosos. Entre 1989 e 1992, máis de 40.000 persoas usaron Fluosol. Debido ás dificultades para almacenar a droga e o seu elevado custo, a súa popularidade diminuíu e a produción pechouse. En 2014 apareceu o perfluorocarbon de Oxycyte, pero as probas foron reducidas por razóns descoñecidas.
Tamén se intentou crear un substituto sanguíneo baseado na hemoglobina bovina. O portador de osíxeno Hemopure estivo durante 36 meses a temperatura ambiente e é compatible con todos os grupos sanguíneos. Hemopure aprobou as vendas comerciais en Sudáfrica en abril de 2001. En 2009, o fabricante Hemopure fallou sen obter nunca permiso para probar clínicamente o produto en humanos nos Estados Unidos.
O camiño espiñento dos imitadores
A aplicación dun revestimento de polímero a moléculas de hemoglobina é un proceso penoso que non reduce o custo do sangue artificial. Ademais, a hemoglobina é só unha parte do problema. Cada conxunto de células (glóbulos vermellos, plaquetas e glóbulos brancos) ten o seu propio significado para o corpo. Os desenvolvementos no campo dos substitutos do sangue están dirixidos principalmente a reproducir só unha función do sangue: subministrar osíxeno aos tecidos. Noutras palabras, a área fóra dos glóbulos vermellos que transportan osíxeno é un engros impracticable de perigos para os científicos.
Como dixo o biofísico Mikhail Panteleev nun artigo sobre os problemas de sangue artificial, nos últimos anos foi posible avanzar significativamente no campo da imitación de plaquetas, encargadas de reparar lesións con hemorraxias leves. Os científicos toman un liposoma ou nanocapsula centos de nanómetros de tamaño e inseren nel as proteínas desexadas. As plaquetas artificiais permítenche gañar un pé nas poucas plaquetas que aínda ten unha persoa con perda de sangue severa. Pero cando o corpo non ten as súas propias plaquetas, as artificiais non axudarán.
A pesar de que as plaquetas artificiais non teñen todas as funcións das células vivas reais, poden deixar con éxito o sangrado en casos de emerxencia.
Parece sangue de vermes mariños
Coas proteínas axeitadas podes facer moitas cousas interesantes. Científicos romaneses da Universidade de Babesh-Boyai crearon un substituto de sangue artificial baseado na proteína que contén ferro hemeritrina, que algunhas especies de vermes mariños usan para transportar osíxeno. O equipo de bioquímicos da Universidade de Rice afondou e comezou a usar proteínas dos músculos da balea. Resultou que as baleas teñen mioglobina, que acumula osíxeno nos músculos, similar á hemoglobina do sangue humano. Pode que os animais de mar profunda teñan gran cantidade de osíxeno nos músculos durante moito tempo. Con base no estudo da proteína da balea, será posible aumentar a eficiencia da síntese de hemoglobina nos glóbulos vermellos artificiais.
As células brancas do sangue son moito peores, que forman parte do sistema inmunitario do corpo. Os mesmos glóbulos vermellos, portadores de osíxeno, poden ser substituídos por análogos artificiais - por exemplo, o perfluorano creado en Rusia. Para os leucocitos non se inventou nada mellor que as células nai, pero ao longo do camiño houbo demasiadas dificultades asociadas ás accións agresivas das células contra un novo hospedante.
Nanoblood
Robert Freitas, o autor do primeiro estudo técnico do potencial uso médico de nanotecnoloxía molecular hipotética e de nanorobotécnica médica hipotética, elaborou un proxecto detallado para crear un glóbulo vermello artificial, que denominou "respirocito".
En 2002, Freitas no seu libro Roboblood (sangue robótico) propuxo o concepto de sangue artificial, no que en lugar das células biolóxicas haberá 500 billóns de nanorobots. Freitas representa o sangue do futuro baixo a forma dun complexo sistema de robótica médica nanotecnolóxica de varios segmentos que é capaz de intercambiar gases, glicosa, hormonas, eliminar os compoñentes das células de residuos, levar a cabo o proceso de división do citoplasma, etc.
No momento en que se creou o concepto, o traballo parecía fantástico, pero 15 anos despois, é dicir, agora, en 2017, científicos xaponeses anunciaron a creación dun microrobot biomolecular controlado polo ADN. Os investigadores xaponeses resolveron unha das tarefas máis difíciles da nanotecnoloxía: proporcionaron un mecanismo para o movemento do dispositivo mediante o uso de ADN monocatenario sintético.
En 2016, científicos suízos publicaron un estudo na revista Nature Communication sobre a creación dun prototipo dun nanorobot capaz de realizar operacións no interior dunha persoa. Non hai motores ou xuntas ríxidas e o propio corpo está feito dun hidrogel compatible cos tecidos vivos. O movemento neste caso débese a nanopartículas magnéticas e a un campo electromagnético.
Freitas, guiado por estes estudos, segue sendo optimista: confía en que entre 20 e 30 anos será posible substituír o sangue humano por nanorobots, alimentados por glicosa e osíxeno. Científicos xaponeses xa aprenderon como producir electricidade a partir da glicosa no corpo.
Sangue das células nai
As células nai hematopoéticas derivadas da medula ósea dan lugar a todo tipo de células sanguíneas
En 2008, foi posible establecer a produción de células do sangue a partir de células nai pluripotentes (capaces de adquirir diferentes funcións) obtidas de órganos humanos. As células nai demostraron ser as mellores fontes de glóbulos vermellos.
En 2011, investigadores da Universidade de Pierre e Marie Curie (Francia) realizaron a primeira pequena transfusión a voluntarios de glóbulos vermellos cultivados en laboratorio. Estas células comportáronse como os glóbulos vermellos normais, con preto do 50% deles aínda circulando no sangue 26 días despois da transfusión. No experimento, vertéronse 10 mil millóns de células artificiais aos voluntarios, o que equivale a 2 mililitros de sangue.
O experimento tivo un éxito, pero xurdiu outro problema: unha célula nai hematopoietica foi capaz de producir ata 50 mil glóbulos vermellos e morreu. A obtención de novas células nai non é un proceso barato, polo que o custo dun litro de sangue artificial fíxose demasiado alto.
En 2017, científicos do NHS Blood and Transplant, xunto con compañeiros da Universidade de Bristol, realizaron experimentos con células nai hematopoieticas. Resultou que canto antes a célula, maior é a súa capacidade para rexenerarse, así, cunha soa célula hematopoietica, pode restaurarse todo o tecido formador de sangue dun rato. Os científicos conseguiron usar células nai para a produción de sangue artificial nas primeiras etapas do desenvolvemento, o que finalmente posibilitou a súa produción en cantidades case ilimitadas.
Os glóbulos vermellos creados deste xeito serán probados en humanos a finais de 2017. A xeración continua de glóbulos vermellos a partir de células adecuadas reduce o custo de sangue artificial, pero o seu futuro depende de pasar a fase dos ensaios clínicos.
E incluso despois de exitosos ensaios clínicos, ninguén pode substituír aos doadores comúns. O sangue artificial nos primeiros anos da súa aparición axudará ás persoas cun tipo de sangue raro, nos puntos quentes e nos países máis pobres do mundo.
