Главная / Наука 2016 / В 2016 г. проведут первое переливание искусственной крови

В 2016 г. проведут первое переливание искусственной крови

Этот пункт держится в топе самых ожидаемых событий вот уже несколько лет. Медицина остро нуждается в донорской крови, но ее постоянно не хватает. Аварии, стихийные бедствия, катастрофы и внештатные ситуации во время операций – далеко не единственные случаи, когда возникает потребность в переливании.

Существует целый ряд заболеваний, которые называют гемолитическими. Это рак крови, гемофилия, апластическая анемия, различные нарушения в работе иммунной системы и другие. Люди, страдающие от гемолитических недугов, нуждаются в постоянных трансфузиях, иначе они просто не выживут.

Поэтому необходимость искусственной крови сомнений не вызывает – более того, потребность в ней постоянно растет. Например, в США ценность донорской крови каждый год увеличивается на 6–8%.  А количество людей, которые готовы делиться ею, растет гораздо медленнее. Максимальный прирост, на который по самым оптимистичным прогнозам могут рассчитывать американские доктора, составляет всего 2–3%.

Кто создаст искусственную кровь к 2016 году?

Разработка искусственных аналогов крови занимает ученых уже давно. Периодически становится известно о новых формулах и испытаниях - так, в 2014 г. шведские ученые заявили, что заменитель главной биологической жидкости можно будет делать… из свеклы. Разработки, которые проводились в Университете Лунда, дали неожиданные результаты: состав корнеплода совпадает с составом гемоглобина крови на 50–60%. Неспроста же доктора рекомендуют людям, у которых понижен уровень этого белка, есть больше свеклы.

Ученые сразу занялись изучением возможности модифицировать растительный белок так, чтобы его можно было приспособить для жизни в организме человека. По прогнозам, такая возможность может появиться к 2017–2018 г. Но пока больным переливают донорскую биологическую жидкость.  Более перспективной выглядит новость от британских ученых: в том же 2014 г. они анонсировали клинические испытания искусственной крови на людях. Их обещают начать в 2016 году - и вот почему это так важно.

Исследования искусственной крови
В 2016 начнут клинические испытания искусственной крови на людях

Преимущества искусственной крови

Увеличение потребности в донорских жидкостях – не единственная причина, по которой лаборатории всего мира денно и нощно работают над формулой заменителя крови. Искусственная кровь имеет несколько важных преимуществ, если сравнивать ее с настоящей.

Преимущество №1: Искусственная кровь универсальна

Для переливания пригодна не всякая человеческая кровь. Чтобы донорская пригодилась, ее следует сопоставить с кровью реципиента как минимум по группе и резус-фактору. Искусственные аналоги, как планируют доктора, в этом нуждаться не будут.

Преимущество №2: Искусственная кровь чиста

Это важно сразу по двум причинам. С одной стороны, донорство имеет ряд противопоказаний. В первую очередь определяют, не принесет ли сдача крови вреда самому донору. Затем сданную кровь проверяют на наличие инфекций. В развитых странах мира, где для тестирования используются современные технологии, точность таких исследований высока. А там, где медицина еще не достигла должного уровня, часть уже собранной крови приходится отбраковывать.

Непригодные жидкости уничтожают - зато искусственная кровь чиста по определению, поэтому будет использована в полном объеме. К слову, даже самые совершенные тесты не дают 100%-ной гарантии, что в "живой" крови не останется вирусов и бактерий. К сожалению, даже в странах с развитой медициной при переливаниях случается заражение реципиента инфекцией от донора. Так что чистота искусственной крови обеспечит большую безопасность процедуры.

Преимущество №3: Искусственную кровь можно долго хранить

Как и у любого биологического материала, у крови есть свой срок хранения. В Америке и России сохранять ее можно до 42 дней. Столько же хранит кровь и Красный Крест. В Великобритании правила строже – тамошние врачи отказываются от использования жидкости, законсервированной более 35 дней назад. У отдельных компонентов крови свои сроки - дольше всего может пролежать в холодильнике плазма.

При максимально низких температурах она может храниться до 2 лет, а если в холодильнике -18–25 градусов, то до 3 месяцев. Эритроцитарная масса способна храниться до 35 суток, а если из нее извлечь лейкоциты и тромбоциты, то и до 42 суток. Тромбоцитарный концентрат не продержится дольше 5 суток, а лейкоцитарный надо использовать в течение 24 часов. По сути, долго хранится только плазма - а остальные компоненты быстро портятся.

Донорская кровь
Донорская кровь хранится максимум 42 дня, после чего уничтожается

К слову, указанные 35–42 дня не являются гарантией того, что консервированная кровь принесет ожидаемую пользу. Университетская больница Купера (Нью-Джерси, США) заявила, что у пациентов, которым перелили кровь, хранившуюся более 29 дней,  возрастала вероятность развития осложнений. Особенно часто возникала пневмония (на этом был сделан акцент, поскольку медики из Нью-Джерси доложили о своих наблюдениях на конференции Американского колледжа пульмонологов).

После переливания "залежавшейся" крови двое чаще возникали сепсис и урогенитальная, а также множество внутрибольничных инфекций. Некоторые эксперты заявляют и о более коротких сроках - так, существует мнение, что биологическую кровь следует использовать не позже, чем через две недели после забора у донора. Иначе при переливании возрастает риск возникновения полиорганных инфекций.

Однако даже при такой статистике доктора торопятся подчеркнуть: это ни в коем случае не должно стать причиной снижения срока хранения крови до 29, и тем более 14 дней! Иначе медицина окажется бессильна перед лицом катастроф и стихийных бедствий. Несмотря на сложности и риск, врачи не могут позволить себе терять драгоценные запасы, и это в полной мере иллюстрирует потребность в искусственном заменителе крови.

Разработка искусственной крови

Над изобретением искусственного аналога крови уже давно работают ученые по всему миру. Периодически пресса сообщает об очередном изобретении лабораторий - ведь каждый из опытных образцов может оказаться шансом на спасение для сотен тысяч пациентов. Вполне возможно, что одна из перечисленных ниже научных групп однажды заявит о том, что решение найдено.

Япония, 2004

В самом начале 2004-го о своем изобретении заявила группа японских ученых. В разработке участвовали специалисты из трех ведущих университетов Страны восходящего солнца – Кумамото, Кэйо и Васэда. Основой для опытного образца стал альбумин. Это - вещество естественного происхождения: белок, который содержится в человеческой крови. Его основная задача – поддерживать стабильный объем «воды жизни» в организме.

Исследования по созданию искусственной крови
Искусственная кровь из альбумина считалась перспективной разработкой

Добытый из донорской крови альбумин используют для переливаний, чтобы быстро стабилизировать артериальное давление и поддержать уровень жидкости в венах. Особенностью своей разработки японские ученые называли то, что частицы искусственной крови по размерам были меньше, чем эритроциты. Это обеспечивало им возможность лучше проникать в ткани и снабжать их кислородом даже тогда, когда сосуды закупорены тромбами.

В перспективе такая искусственная кровь могла бы помочь больным с инсультом. К моменту, когда было сделано официальное заявление, японцы уже успели протестировать свое изобретение на животных, и планировали через два года начать использовать кровь в клинической практике. Разработка привлекла внимание производителей лекарств - однако прошло 12 лет, а новостей об этом изобретении все нет.

США, 2010

Американцы занимаются разработкой искусственной крови уже давно. Такие исследования вполне оправданы для страны, которая периодически воюет - а на тот момент множество американских солдат были в Ираке. Срок хранения донорских материалов здесь играет решающую роль - кровь для своих военных Америка по большей части собирает внутри страны, и пока жидкость долетит до полевых госпиталей, проходит три недели – половина срока хранения.

Нередко она приезжает уже испорченной или близкой к этому состоянию. Поэтому в 2008 г. американское агентство перспективных оборонно-исследовательских разработок (Defence Advanced Research Project Agency, DARPA) запустило программу Blood Pharming. В рамках программы ученые намеревались создавать так называемые "универсальные донорские комплекты". В них могли входить гормоны, антитела и тому подобные вещества.

Для программы использовали животных и растения, которые подвергались генетическим модификациям в процессе фарминга. Именно в рамках программы Blood Pharming американские ученые и разработали искусственную кровь. Этой частью проекта занялась компания Arteriocyte, а на реализацию замысла был выделен грант объемом 1.95 млн долларов. В 2010 г. Arteriocyte представила результаты работы – первую партию крови, созданной искусственным путем.

Переливание крови
Единица искусственной крови в 2010 г. стоила 5 тыс. долларов!

Для ее производства использовали пуповинную кровь эмбрионов, из которой выделяли гемопоэтические клетки. Они представляют собой стволовые клетки, из которых в человеческом организме формируются клетки крови, только взятые на одной из самых ранних стадий своего развития. По словам руководителя программы, в лаборатории создали действующую модель костного мозга, которая вырабатывала нужные клетки.

Группе ученых удалось добиться переработки одной единицы пуповинной крови в 20 единиц искусственной. Этого было достаточно, чтобы спасти жизни трех бойцов! Перед исследователями возникла только одна проблема – нужно было переориентировать процесс на промышленное производство и, таким образом, удешевить процесс. На этапе разработки стоимость одной единицы крови составляла 5 тыс. долларов. Ученые надеялись снизить ее в пять раз – до 1 тыс. долларов. Увы, с тех пор программа не продвинулась.

Великобритания, 2011

Разработки этого направления велись в Шотландии еще с 2009 г. - и, забегая наперед, отметим, что именно работа здешних ученых пока выглядит наиболее перспективной. В октябре 2011-го стало известно, что совместной группе специалистов из университетов Бристоля и Эдинбурга удалось получить огромное количество красных клеток крови – их исчисляли тысячами миллионов. Исходным материалом для экспериментов также стали стволовые клетки.

Такой результат оказался самым впечатляющим из всех существовавших на тот момент. Ученые заявляли, что в течение двух лет смогут провести эксперименты на людях и приступить к своей основной задаче – созданию искусственной крови. Специалисты планировали работать над производством крови А-, первой группы с отрицательным резусом. Она считается универсальной – 98% людей могут быть для нее реципиентами.

Румыния, 2013

В октябре 2013 г. о своем изобретении заявили представители Клужского университета имени Бабеш-Больяй (Румыния). Тамошние ученые создали, по их словам, универсальную искусственную кровь. Представитель научной группы рассказал, чем их изобретение отличается от образцов коллег из других стран. По его утверждению, предыдущие варианты плохо показали себя во время тестов – физических и химических. Вещества, работавшие в теории, в процессе применения на практике становились токсичными.

Кровь для переливания
В Румынии создавали кровь на основе белка из жуков-древоточцев

Румынские ученые использовали для своего варианта различные соли и белок гемэритрин, который, к слову, добывали из червей-древоточцев. В отличие от естественного белка человеческой крови - гемоглобина, - гемэритрин гораздо более устойчив к химическим и физическим воздействиям. Главная задача такой искусственной крови - обеспечивать клетки тела кислородом в течение нескольких часов, вплоть до суток. За это время потери естественной крови могут быть восполнены.

Опыты на мышах подтвердили, что разработка румынских ученых со своей задачей справляется: побочных эффектов не было, а кровь при переливании сохраняла свою структуру. Параллельно специалисты разработали еще один вариант искусственной крови – комбинацию солей и гемэритрина в виде заготовки. Чтобы использовать такую кровь, ее нужно просто развести водой. В течение одного-двух лет после презентации проекта румынские ученые планировали приступить к клиническим исследованиям такой крови на добровольцах.

Клинические испытания искусственной крови

Получение искусственной крови в лаборатории – безусловно, прорыв и достижение. Но это только один маленький шаг к цели, ведь впереди самое главное – клинические испытания.

Швеция, 2003

Шведские ученые одними из первых провели испытания искусственной крови на людях. Эксперимент прошел в университете Karolinska в Стокгольме. Следует сказать, что специалисты переливали чужую разработку. Искусственная кровь, которую испытывали, была изготовлена в Америке. Это - вещество под названием Hemospan. Американские ученые не смогли проверить свою разработку на родине, так как контролирующие органы не выдали для этого разрешение.

Аналог крови Hemospan еще не доработан
Пока что Hemospan применяется только вместе с биологической кровью

В Швеции Hemospan влили восьми добровольцам, а затем наблюдали за состоянием их здоровья. Побочных эффектов препарат не вызвал - более того, он продемонстрировал, что насыщает ткани кислородом даже лучше, чем натуральная кровь. Hemospan изготовлен из человеческой крови, однако такое решение продиктовано скорее этическими принципами, чем производственной необходимостью. Разработчики подчеркивают, что аналог препарата можно изготовить и на основе крови коров.

Специалисты озвучивали несколько преимуществ Hemospan. Он универсален и может применяться для переливания людям с любой группой крови. Hemospan сделан в виде порошка, благодаря чему может храниться несколько лет. К тому же, порошок удобно транспортировать и использовать – для этого нужно только развести его физраствором. Единственный недостаток разработки – несовершенство ее свойств. Поэтому Hemospan можно применять только в комбинации с биологической кровью.

Франция, 2011

В ноябре 2011-го об успехе своих испытаний заявила группа ученых из французского Университета Пьера и Марии Кюри. Специалисты под руководством Люка Дуэ пересадили людям свою разработку – искусственную кровь, материалом для производства которой стали стволовые клетки. Их выделяли из костного мозга волонтеров, принявших решение участвовать в эксперименте. Выделенные клетки развились в клетки крови, каждую из которых пометили и запустили в кровоток.

Спустя пять суток после вливания 96–100% выращенных клеток еще были живы. Через 26 дней их количество составляло 41–65%. По словам ученых, примерно так же ведут себя в естественных условиях и клетки биологической крови. Перерождения клеток в злокачественные, а также проблем с переносом кислорода зафиксировано не было. Увы, все закончилось единократным экспериментом - применять искусственную кровь в реальных условиях еще рано.

Будущее. Шотландия-2016

Сейчас внимание ученых, докторов и пациентов приковано к работе специалистов из Эдинбургского университета. Проект, который здесь разворачивается, курирует Марк Тернер - управляющий медициной в шотландской Национальной службе по переливанию крови. Программа, возглавляемая Тернером, получила 8.5 млн долларов и была направлена на испытания искусственной крови, разработанной здешними учеными, о чем мы говорили ранее.

Кровь типа 0
Сейчас в разработке кровь типа 0, подходящая для большинства пациентов

Из стволовых клеток в лабораторных условиях выращивают клетки крови. По статистике, примерно половина исходного материала превращается в искусственную кровь. Процесс занимает около месяца. Затем заготовку помещают в центрифугу, которая отделяет созревшие клетки от незрелых. В 2016 г. технология наконец должна получить практическое применение. После этого кровь, разработанная шотландцами, пройдет клинические испытания.

В них будут участвовать три пациента с одинаковым диагнозом – эритробластической анемией. При этом заболевании человек нуждается в постоянном переливании эритроцитарной массы. Введение искусственной крови начнут с маленьких доз – всего 5 мл, - и будут наблюдать за тем, как организм отреагирует на пополнение. Ученые возлагают на эксперимент большие надежды, так как он обещает реальный шанс на выздоровление или поддержание высокого качества жизни миллионам людей.

Шотландцы вкладываются в эксперименты с кровью типа 0 – она подойдет абсолютному большинству пациентов. Однако Марк Тернер уточняет: их перспективное исследование вовсе не должно остановить доноров крови от сдачи биологического материала. По самым оптимистичным прогнозам, если эксперимент пройдет удачно, до полной замены донорской крови на искусственную должно пройти еще примерно 20 лет.


1 Очень плохо2 Плохо3 Нормально4 Хорошо5 Отлично (1 голосов, среднее: 5.00 с 5)

Loading...

Читайте также

На станции «Северный полюс» исследовательские работы могут возобновиться в 2016 году

Дрейфующая станция в Арктике снова заработает в 2016 году

Экспедиция в составе 17 исследователей-полярников со станции «Северный полюс», благополучно прибыла в порт Мурманска на …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *