Штучна кров, що це таке і навіщо
Національна служба здоров'я Великобританії (NHS) оголосилапро свої плани вже у 2017 р. розпочати перші у світі повномасштабні клінічні випробування штучної крові на добровольцях. Перші (і невдалі) спроби вирішити проблему крові були засновані на використанні модифікованого гемоглобіну без еритроцитів. Пошуки йдуть у різних напрямках, і основним варіантом вважається штучна кров, зроблена на основі справжніх еритроцитів зі звичайним гемоглобіном. Інший напрямок досліджує можливості використовувати іншу речовину для доставки кисню, наприклад, перфлюорокарбони.
Гемоглобін чи не гемоглобін — ось у чому питання
Замінники крові покликані виконувати її головну функцію — транспортування кисню до всіх органів, тканин та клітин тіла. У звичайній крові цим займається складний залізовмісний білок гемоглобін, який локалізується у червоних кров'яних клітинах – еритроцитах. Відповідно, у штучній крові можна використовувати його ж, а можна спробувати пошукати інші варіанти.
Перший варіант - той самий гемоглобін, тільки модифікований. Подібні досліди проводилися років п'ять тому, коли вчені намагалися розробити штучну кров без еритроцитів, в якій гемоглобін був би просто розчинений сам по собі. Однак виявилося, що в цьому випадку організм розглядає гемоглобін як сторонню речовину і прагне розщепити та вивести її. Продукти розпаду при цьому стають токсичними та вражають нирки, що призводить до тяжких наслідків для здоров'я. Вирішити цю проблему намагалися за допомогою аденазин-модифікованого гемоглобіну, однак, зрештою, цей шлях все ж таки виявився тупиковим.
Другий варіант – знайти іншехімічна речовина, яка може переносити кисень. Тут найперспективніший варіант — перфлюорокарбони, перші досліди з яким дали непогані результати.
Де взяти еритроцити
Але поки що пріоритетним варіантом є штучна кров, зроблена на основі справжніх еритроцитів зі звичайним гемоглобіном. Саме таку NHS збирається піддати клінічним випробуванням у 2017 році.
Для виробництва такої крові потрібні еритроцити і знову постає питання — де їх взяти? І знову є різні варіанти. Можна брати з кісткового мозку пацієнта стовбурові клітини та змушувати їх перетворюватися на еритроцити, впливаючи певними хімічними речовинами.
Вперше у такий спосіб штучну кров отримали у 2008 р. у компанії Advanced Cell Technology у м. Марлборо (штат Массачусетс, США), під керівництвом головного наукового спеціаліста компанії Роберта Ланца (Robert Lanza). Перше переливання такої крові пацієнту було успішно зроблено через три роки в лабораторії професора Люка Дуая (Luc Douay) в Університеті ім. П'єра та Марії Кюрі (Париж, Франція). Еритроцити, вирощені в лабораторії зі стовбурових клітин, поводилися як звичайні червоні кров'яні клітини, близько 50% їх все ще циркулювали в крові пацієнта через 26 днів після переливання.
Очікується, що саме цей метод використовують і у NHS. Хоча є альтернативне джерело еритроцитів. Це пуповинна кров, у якій багато гематопоетичних (кровотворних) стовбурових клітин.
Проблема кількості
Але всі розроблені досі методи мають один суттєвий недолік: крові виходить замало. Так, Дуай із колегами у своєму експерименті перелили пацієнтові 10 млрд вирощених у лабораторії еритроцитів, що еквівалентно всього 2 мілілітрам крові.Команда Ланца змогла отримати лабораторним шляхом удесятеро більше — приблизно 100 млрд еритроцитів. Але це становить лише близько 1/20 від числа червоних кров'яних клітин, необхідні одного стандартного переливання.
Одним словом, вченим треба вигадати, як збільшити масштаби виробництва еритроцитів у лабораторіях. Є надія, що до 2017 року вони зможуть це зробити.
Навіщо це взагалі потрібно
По-перше, донорської крові постійно не вистачає. Причому не тільки в Україні, а й у благополучних країнах на кшталт тієї ж Великобританії. Там за останній рік кількість добровольців-донорів впала на 40%, тож не дивно, що медики прагнуть швидше почати використовувати штучну кров.
До того ж, у лабораторії можна буде виробляти кров рідкісних типів, яка від донорів надходить особливо рідко.
Штучна кров може вирішити ще одну важливу проблему використання донорської крові – нерівномірність надходження. У періоди пікової потреби, наприклад, після будь-якої катастрофи або під час воєнних дій, у перші дні зазвичай з'являється багато охочих допомогти постраждалим. Але незабаром потік вичерпується, а хворі все ще потребують переливання.
Проміжне рішення – консервація донорської крові – вже використовується в медицині. Але він має ряд недоліків. По-перше, обсяги запасів однаково залежать від доброї волі донорів. По-друге, донорську кров не можна зберігати більше 42 днів (навіть у тілі людини немає еритроцитів старше 100 днів). Більше того, дослідження, проведені в Університеті Іллінойсу (США) показують, що консервована кров з часом дедалі гірше переносить кисень у мікрокапіляри тіла. Штучна кров, мабуть, дозволить впевнено планувати цей аспект терапії.
(Під час написанняматеріалу використана публікація на сайті New Scientist)