В 1873 году доктор Джозеф Хоу ввел козье молоко в вены туберкулезного больного, немедленно записав головокружение, боль в спине и неконтролируемые движения глаз. Он удвоил дозу: пациент умер.
Несмотря на неудачный результат, доктор не сдался, продолжая свои эксперименты на собаках (убив 7), а затем через три года он убедился: для замены человеческой крови потребуется грудное молоко, а не козье! Нет, даже не Для сотого мертвого пациента ужасный вывод: молоко не было идеальной заменой крови, это не была идеальная синтетическая кровь.
Уже. Поскольку человеческая кровь представляет собой особую смесь солей, белков, клеток и тромбоцитов, прекрасно организованную для переноса кислорода и питательных веществ через организм: наша сеть вен - это настоящая транспортная инфраструктура (в среднем 160 км на человека), через которую кровь уносит мусор от почек, переносит антитела и гормоны; когда есть рана, кровь образует на ней пленку и позволяет зажить. Один из его основных компонентов, гемоглобин, настолько важен для жизни, что его можно найти практически в любом живом организме.
С 1600 года попытки заменить его включали в себя всевозможные вещества: молоко, пиво, моча, солевые растворы и многое другое, что еще лучше не сказать. Проблема осталась: возросла потребность в переливаниях крови, и кровь действительно нужна для всего: от хирургии до лечения рака, от трансплантации до несчастных случаев.
Это, конечно, приводит к выводу: синтетический кровезаменитель был бы настоящей находкой, даже экономически. По оценкам, рынок синтетической крови может вырасти до 16 миллиардов евро в течение первых 5 лет маркетинга этого продукта. Спустя почти 140 лет после экспериментов доктора Хоу, до сих пор нет окончательного решения этой биологической загадки.
Нет решения?
В быстрой последовательности, что считается вехами на этом пути: 1660: первые эксперименты по переливанию веществ всех видов. 1795: первое переливание человеческой крови человеку. 1880: осознание отсутствия заменителей, кроме крови, для переливания. 1966: Биохимик Леланд Кларк демонстрирует способность перфторуглеродов (ПФУ) переносить кислород, хотя и с эффективностью, намного меньшей, чем у гемоглобина. 70-е-80-е: тест с использованием перфторуглеродов, с проверкой тяжелых побочных эффектов. Ни одно такое соединение никогда не получало одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. 2001: Гемопур, разработанная биофармацевтической компанией Biopure Corporation, является единственной синтетической кровью, разрешенной к продаже в мире (в Южной Африке). Препарат имеет высокий риск сердечного приступа и в других странах, кроме ЮАР, его используют только в безвыходных ситуациях (например, в случае отказа от переливания по религиозным причинам).
Ситуация сегодня
«Это поле до недавнего времени было практически незаметным. Теперь есть трещина ».
Доктор Дипанджан Пан, профессор биоинженерии в Университете Иллинойса.
Сегодня исследователи «вооружены» гораздо большими знаниями в области материаловедения, нанотехнологий и биологии клеток крови, и у них есть новая стратегия (правильная или неправильная, вы увидите): кровь не должна быть такой же идеальной, как настоящая кровь, чтобы иметь ценность, и она не должна быть такой сложной, как реальная вещь, чтобы делать то, что нужно.
По этой причине они сосредоточились на создании продуктов, которые будут использоваться в случаях, когда традиционное переливание невозможно: слаборазвитые страны, корабли, космические станции или (в будущем) поверхность Марса.
Эритромер, аварийный порошок крови
Эта философия привела к рождению Erythromer, искусственного кровяного тельца с особой формой «пончика», которое содержит контейнер нанометрового размера с очищенным гемоглобином. В отличие от традиционной донорской крови, Erythromer можно заморозить, долго хранить при комнатной температуре и использовать на пациентах любой группы крови. По замыслу его создателей, вы можете оставить емкость с порошком Erythromer и в случае крайней необходимости добавить воды, чтобы получить «аварийную кровь», чтобы сохранить жизнь пациентам по дороге в больницу на машине скорой помощи.
Другими словами, это не настоящая кровь, у нее нет возможностей настоящей крови, но она выполняет необходимую работу в течение ограниченного времени, и в этом она очень полезна.
Испытания на мышах были полностью успешными, и испытания на кроликах в настоящее время продолжаются: до испытаний на людях потребуются испытания на более крупных животных, а затем и на приматах.
Синтоплата
Другие лаборатории сосредоточились на имитации функций тромбоцитов, которые необходимы для предотвращения кровотечения в случае аварии. Инженер по материалам Эрин Лавик разрабатывает наноструктуру синтетических полимеров, которая «взаимодействует» с тромбоцитами для ускорения и улучшения их характеристик.
В 2016 году государственный университет Сен Гупта соучредителем стартапа по биотехнологии Haima Therapeutics, который разработал суррогат тромбоцитов Synthoplate, в настоящее время проходит тестирование на животных. Сен Гупта надеется, что оценки безопасности и токсичности позволят его созданию получить одобрение FDA через два-три года.
