Galimas greitosios medicinos pagalbos keitiklis: sintetiniai trombocitai

Galimas greitosios medicinos pagalbos keitiklis: sintetiniai trombocitai

Ligos, sindromai

Įsivaizduokite, kad esate felčeris, gydantis traumos pacientą, kuris smarkiai kraujuoja. Jūs žinote, kad jūsų paciento gyvybei gresia pavojus, bet nieko negalite padaryti, nes pacientui reikia kraujo, kuriame yra trombocitų, infuzijos. Trombocitai skatina krešėjimą, padeda sustabdyti kraujavimą ir yra labai svarbūs tokiais kritiniais atvejais. Tačiau jūsų greitosios pagalbos automobilyje nė vieno nėra po ranka.

Kaip paaiškėjo, tai nėra neįprasta problema.

Skirtingai nuo viso kraujo (plazmos, raudonųjų ir baltųjų kraujo kūnelių bei trombocitų), kurį nuolat šaldytuve galima laikyti iki mėnesio, trombocitams patiems reikia kitokio ir dar sudėtingesnio dėmesio. Jas reikia nuolat maišyti, kad nesusidarytų gumulėlių, ir turi būti laikomi kambario temperatūroje, kad išlaikytų krešėjimo funkciją. Padidėjusi bakterijų užteršimo rizika kambario temperatūroje reiškia, kad jų galiojimo laikas yra trumpesnis.

„Trombocitai išsilaiko tik apie penkias dienas“, – sakė Ashley Brown, Ph.D., Šiaurės Karolinos valstijos universiteto ir Šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill jungtinės biomedicinos inžinerijos programos docentė. „Dėl to jie yra viena iš silpniausių, tačiau svarbiausių grandžių grandinėje, kai žiūrite į kraujo produktus, kuriuos turime greitai pasiekti.

Ir tai tik sunkumų pradžia. Trombocitų dažnai trūksta, nes jie paimti iš žmonių donorų, juos sunku transportuoti ir jie gali kelti užteršimo riziką.

Stebuklingas sprendimas?

Siekdama įveikti šias kliūtis, Brown ir jos komanda sugalvojo kažką naujo, kuris tiesiog gali patikrinti visus langelius: sintetiniai trombocitai. Jų sukurti sintetiniai trombocitai turi ilgą galiojimo laiką, gali būti laikomi įvairiomis sąlygomis ir nekelia užteršimo rizikos gyvūnų modeliuose, su kuriais jie iki šiol buvo išbandyti.

Trombocitai sukuriami naudojant hidrogelio nanodaleles – plika akimi nematomus gelius, kurie susidaro iš vandens ir mažos polimero molekulių mišinio, kad suteiktų jiems struktūrą. Brownas magišką rezultatą vadina „Jell-O at the microscale“, išskyrus vieną patobulinimą.

„Mes suprojektavome trombocitus taip, kad jie būtų ypač purūs“, – sakė Brownas. „Mums buvo tikrai svarbu imituoti natūralių trombocitų savybes.”

Viena sritis, kurioje šie sintetiniai trombocitai tikrai šviečia, yra jų gebėjimas sutelkti dėmesį į sužalojimo vietą suleidus juos į veną, sakė NHLBI Kraujo ligų ir išteklių skyriaus programos direktorius Ronaldas Warrenas, mokslų daktaras. „Kiti metodai, skirti gydyti vidinį kraujavimą, gali sukelti netikslinio krešulio susidarymo riziką, o tai gali sukelti insultą, širdies priepuolį ar plaučių emboliją“, – aiškino jis.

Browno trombocitai yra sukurti taip, kad ant hidrogelio paviršiaus būtų antikūnų fragmentai, kurie jungiasi su baltymu, vadinamu fibrinu, kuris natūraliai susidaro pažeidžiant kūną. Trombocitai naudoja antikūnus kaip nukreipimo mechanizmą, kad patektų tiesiai į pažeidimo vietą. Fibrino užduotis yra sukurti į tinklelį panašią medžiagą, kuri pagerintų krešulių susidarymą. Tyrėjai nustatė, kad sintetiniai trombocitai gali padėti sutvirtinti krešulį ir jį stabilizuoti, o tai padeda žaizdų gijimui po krešėjimo.

„Tai buvo tikrai jaudinantis atradimas ir visiškas netikėtumas, kai pirmą kartą jį atradome“, – sakė Brownas. Ji paaiškino, kad jei žmogus gausiai kraujuoja, organizmas nepajėgia pagaminti pakankamai fibrino. Bet kai jos trombocitai yra infuzuojami, jie iš tikrųjų gali pagreitinti fibrino susidarymą.

Pasiekę sužalojimo vietą ir suaktyvėję, trombocitai dėl savo suglebimo taip pat gali keisti formą – iš suapvalėjusių į žvaigždes primenančius, imituojančius natūralių trombocitų organizme veiklą. Šis pokytis skatina procesą, vadinamą krešulio atitraukimu, arba kraujo krešulio susitraukimą, kad pažeistos kraujagyslės sienelės kraštai vėl lėtai susijungtų, kad būtų galima taisyti.

Trombocitų suglebimas suteikia jiems dar vieną pranašumą proceso pabaigoje. „Jie gali išspausti poras, kurios yra daug mažesnės už jų dydį, todėl jos gali būti pašalintos per inkstus”, – sakė Brownas. „Paprastai jie kaupiasi kepenyse, o tai gali turėti žalingą poveikį.”

Vis dar bando ir rodo pažadą

Brownas ir jos tyrimų grupė išbandė sintetinius trombocitus įvairiuose gyvūnų modeliuose, o iki šiol rezultatai buvo teigiami. Pelėms, kurioms buvo pažeistos kepenys, sintetiniai trombocitai pateko tiesiai į pažeidimo vietą ir jų kraujo netekimas buvo mažiausias, palyginti su pelėmis, kurioms buvo duoti normalūs trombocitai arba kontrolinis fiziologinio tirpalo tirpalas. Praėjus septynioms dienoms po sužalojimo, pelės, kurioms buvo duoti sintetiniai trombocitai, taip pat turėjo mažiausias žaizdas – tai pagerėjusio gijimo požymis. Atlikdami bandymus su žiurkėmis, kurių kraujagyslė buvo pažeista, o ne kepenys, tyrėjai rado panašiai daug žadančių rezultatų.

Tačiau Brownas teigė, kad kiaulės yra aukso standartas, nes jos gali geriau suprasti, kaip sintetiniai trombocitai gali veikti žmonėms. Sušvirkštus kiaulėms iškart po kepenų pažeidimo, sintetiniai trombocitai nukeliaudavo į pažeidimo vietą ir sumažindavo kraujo netekimą. Jie taip pat nesukėlė jokių išmatuojamų alerginių ar imuninės sistemos reakcijų ir pradėjo šalintis per inkstus praėjus vos dviem valandoms po injekcijos.

„Manome, kad sintetiniai trombocitai gali būti geriausias dalykas nuo pjaustytos duonos, bet tai dar turi būti nustatyta atliekant tolesnius tyrimus“, – sakė Brownas. Jos komanda vis dar eksperimentuoja, siekdama rasti idealias sąlygas trombocitams laikyti, kad būtų pasiekti geriausi rezultatai. Šiuo metu bandymai rodo, kad juos galima laikyti kaip liofilizuotus miltelius, kurie gali būti naudingi greitosios pagalbos automobiliuose ar panašiose traumų situacijose, pavyzdžiui, mūšio lauke, arba pakabinti tirpale, kuris gali būti geresnis naudoti ligoninėje.

Kol jie ir toliau bando laikymo sąlygas, Brown kartu su kolege Ph.D Seema Nandi įkūrė įmonę. eidamas generalinio direktoriaus pareigas. „SelSym Biotech“ siekia atlikti visus būtinus veiksmus, tokius kaip gamyba, ikiklinikiniai tyrimai ir klinikiniai tyrimai, kad sintetiniai trombocitai būtų pradėti naudoti klinikoje. Jis įvertins ilgalaikį trombocitų stabilumą ir saugumą, taip pat nustatys gamybos apimties didinimo procesus po to, kai bandymai su žmonėmis parodys, kad jie yra saugūs ir veiksmingi. Brownas tikisi, kad šie bandymai prasidės maždaug po dvejų metų.

„Sukūrus naujos kartos skubios medicinos gydymo galimybes, šis tyrimas gali padėti pagerinti pacientų rezultatus ir kartu sumažinti sveikatos priežiūros išlaidas“, – sakė Warrenas. „Skirtingai nuo paaukotų trombocitų, kurių kokybė gali skirtis, sintetiniai trombocitai gali būti gaminami dideliais kiekiais, kurių kokybė ir našumas yra vienodos.”

Brown sakė tikinti, kad trombocitai greitai pateks į greitosios medicinos pagalbos automobilius, karo medikų rinkinius ir ligonines, kad jos „itin motyvuojantis“ darbas gelbėjant gyvybes pagaliau atsipirktų.

„Tiek daug žmonių miršta nuo nereikalingų kraujavimo sužalojimų“, – sakė ji. „Tikiuosi, kad šis darbas gali turėti didelį poveikį.