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 плачевный результат, доктор не сдался, продолжив свои эксперименты на собаках (убив 7) и затем, спустя три года, убедился: для замены человеческой крови необходимо человеческое молоко, а не козье! Нет, даже не Сотом умершему пациенту ужасный вывод: молоко не было идеальной заменой крови, оно не было идеальной синтетической кровью.
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 160км на человека), по которой кровь вытягивает мусор из почек, транспортирует антитела и гормоны; когда есть рана, кровь образует на ней пленку и способствует заживлению. Один из его основных компонентов, гемоглобин, настолько важен для жизни, что его можно найти практически в любом живом существе.
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 ли 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 г.: осознание отсутствия заменителей крови, 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 годы: испытание 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 ЮАР). Препарат имеет высокий риск сердечного приступа, и в других странах, кроме ЮАР, его применяют только в безвыходных ситуациях (например, в случае отказа от переливания крови по религиозным соображениям).
Ситуация сегодня
«Это поле было практически неизвестным до недавнего времени. Сейчас трещина».
Доктор Дипанджан Пан, профессор биоинженерии в Университете Иллинойса.
Сегодня исследователи «вооружены» гораздо большим количеством знаний в области материаловедения, нанотехнологий и биологии клеток крови, и у них есть новая стратегия (правильная или неправильная, мы увидим): кровь не должна быть настолько идеальной, насколько настоящей, чтобы получить значение, и оно не должно быть таким сложным, как реальная вещь, чтобы сделать 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 Эритромера, искусственной клетки крови особой формы «бублика», которая содержит контейнер нанометрового размера с очищенным гемоглобином. В отличие от традиционной донорской крови Эритромер можно замораживать, хранить длительное время при комнатной температуре и использовать у пациентов с любой группой крови. По замыслу его создателей, вы можете держать контейнер с порошком Эритромера и в случае крайней необходимости добавлять воду для получения «экстренной крови», 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 сейчас проводятся испытания на кроликах: перед испытаниями на людях потребуются испытания на более крупных животных, а затем на приматах.
Синтоплата
Другие лаборатории сосредоточились на имитации функций тромбоцитов, необходимых для предотвращения кровотечения в случае аварии. Инженер-материаловед Эрин Лавик разрабатывает синтетическую полимерную наноструктуру, которая «сотрудничает» с тромбоцитами, чтобы ускорить и улучшить их работу.
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.
