https://bodybydarwin.com
Slider Image

Buscant en vena: antecedents de sang artificial

2021

El 1873, el doctor Joseph Howe de la ciutat de Nova York va injectar 1, 5 unces de llet de cabra a la vena d'un pacient amb tuberculosi.

El vertigen, el dolor al pit i el moviment dels ulls incontrolable aviat van provocar al pacient infusionat amb llet de Howe. Naturalment, el metge va doblar la dosi. "Sóc del parer que no va tenir cap efecte", va assenyalar Howe en un compte del procediment de 1875. El pacient va morir puntualment.

Sorprenentment, Howe no va ser el primer a realitzar transfusions de llet: anys abans, enmig d'una epidèmia de còlera, dos metges van portar una vaca a un hospital de Toronto i van bombar la llet de l'animal als seus propis pacients. Howe, però, va ser un defensor molt més persistent del procediment.

Tot i el seu primer pacient sucumbint al tractament, el metge de Nova York va continuar els seus experiments amb gossos (sagnant set d'ells fins a la mort i intentant reviure els cossos amb llet) i com a programació en viu (el públic va veure com una cabra va ser introduïda al quiròfan i munyit davant els seus mateixos ulls). El 1880, provant una hipòtesi sobre la superioritat d’injectar humans amb llet humana, Howe va adquirir tres unces de llet materna d’una nova mare. En aquella demostració final, la respiració de la pacient es va aturar per la segona unça administrada i suposadament es va revifar per respiració artificial i “injeccions de morfina i whisky” (una història per a una altra vegada). Howe només va cedir-se; va reconèixer que la llet humana no va ser el substitut de la sang que ell i altres metges esperaven —i va intentar demostrar sense pietat una cosa sense pietat—.

La sang humana és un còctel de proteïnes, sal, plaquetes i cèl·lules vermelles i blanques perfectament dissenyades per aportar oxigen i nutrients a tot el cos amb precisió i eficiència. Els vasos sanguinis cinten l’interior dels nostres cossos proporcionant una autopista l·leralment aproximadament unes 100.000 milles per l’adult mitjà, per la qual cosa transporta els residus cel·lulars als ronyons, transporta anticossos i circula hormones. Quan estem ferits, la sang forma un coàgul per taponar la ferida. Un dels seus ingredients crítics, la proteïna que transporta oxigen, l’hemoglobina, és tan vital per a la vida que es pot trobar en criatures que van des del llangardaix de la pell fins als cucs rodons intestinals.

Des de principis dels anys 1600, els metges han perseguit sense èxit un substitut adequat per a l'elixir vital de la sang, injectant-ho tot, des de llet a orina, cervesa, sang d’ovella, solucions salines i perfluoquímics (un grup de polímers semblants al tefló) a animals i subjectes humans. Hem recorregut un llarg camí des dels maltractats intents de Howe, però la demanda moderna de transfusió de sang encara presenta problemes enormes de subministrament i subministrament. "No s'aprecia amb la freqüència que prescrivim la sang", va dir Allan Doctor, professor de pediatria i bioquímica a l'Escola de Medicina de la Universitat de Washington. "O que es tracti de cèl·lules vives; no són inerts. És com fer un petit trasplantament ".

Qualsevol cosa que estigui des de la cirurgia fins als tractaments contra el càncer, la cura de lesions, els trasplantaments d’òrgans i el part poden requerir subministrament de sang. En els escenaris catastròfics els accidents de vehicles en llocs remots, les catàstrofes naturals, els combats a l'estranger i el descens de l'accés a la sang es converteix en la seva pròpia crisi mèdica. Cada any, prop de 60.000 persones als Estats Units moren d’hemorràgia abans de poder arribar a un servei d’urgències. Entre els principals problemes relacionats amb l’emmagatzematge i el transport de sang hi ha la naturalesa fràgil i la signatura única del propi fluid vital: un cop donat, el líquid ha de ser analitzat per a hepatitis, VIH i altres patògens. Ha de coincidir amb el tipus de sang d’un receptor. També ha de ser refrigerat i, fins i tot, les coses caducen al cap de 42 dies. Malgrat els esforços d’administració i donació rigorosos i nobles, les penúries continuen. "La quantitat de sang que necessitem no coincideix mai amb la quantitat de sang donada, va dir Anirban Sen Gupta, professora d'enginyeria biomèdica de la Universitat Case Western Reserve de Cleveland, Ohio. Simplement no en tenim prou."

Tot això significa que un substitut de la sang, si un grup científic creés un eficaç, és a dir, seria un esforç extremadament lucratiu. Durant els darrers cent anys, en particular, les guerres mundials i la crisi del VIH només han augmentat l’interès per un subministrament de sang que no és humà. Segons una estimació, el mercat artificial de la sang podria valer 15, 6 milions de dòlars el 2027 si les empreses poden desenvolupar productes que facin tot, des de portar oxigen, subministrar fàrmacs i millorar la curació. Avui dia, un nombre reduït de grups de recerca nord-americans es compromet a trobar una solució sintètica a aquest trencaclosques aparentment insolvable biològic. Ara per ara, això és cert: han passat un segle i mig des de que el doctor Howe experimenta lletera inútil i encara no hi ha cap producte de sang artificial eficaç i segur aprovat als Estats Units o a Europa per donar a persones desesperades. necessitat mèdica de la vital i fins ara, inimitable substància.

Els esforços per imitar un dels misteriosos misteris de la natura van començar en gran mesura a la dècada de 1660, al voltant del temps que el metge anglès Richard Lower va utilitzar les coles com una espècie d’aqüeducte en les transfusions de sang de gos a gos.

"Això ho va fer (cosir) la pell i acomiadar-lo, i el gos saltarà de la taula i es sacsejarà i fugirà, com si res dolent li escrigués Lower en una carta al químic Robert Boyle. Al cap de poc, Lower es va traspassar. sang de xai en un clergue (la transfusió de sang animal acabaria sent il·legalitzada, però no fins a finals del segle XVII).

Cent anys després d’això, el metge Philip Syng Physick, de Philadelphia, conegut com el pare de la cirurgia nord-americana i que comptava amb el president Andrew Jackson, el jutge general John Marshall i les dones i els fills de diversos altres presidents dels Estats Units entre els seus pacients, segons hauria fet la primera. La transfusió de sang humana el 1795 (tot el que se sap d’aquesta transfusió és que es va produir, basada en una nota de dues línies a peu de pàgina publicada en un article mèdic posterior). A continuació es van fer experiments posteriors i, en dècades d'aquell intercanvi de sang inicial, un obstetricista britànic va salvar la vida amb el procediment. Per rescatar una nova mare d’hemorràgia postpart, li va injectar quatre unces de sang del seu marit, mitjançant xeringa, a les venes. Si bé la recerca dels substituts de la sang es remunta a segles posteriors, no obstant això, els progressos reals només s’han fet en les darreres dècades. Tot i això, la recerca d’un fàcil substitut de la sang era (i segueix sent) molt més atractiva que la realització de la desordenada transferència de líquids corporals d’una persona a una altra.

El 1966, el bioquímic Leland Clark va demostrar per primera vegada les capacitats que transporten oxigen dels perfluoroquímics (PFC). Aquests compostos líquids s'utilitzen sovint per a recobriments de productes com mobles, envasos d'aliments i aïllament elèctric de filferro. Clark i altres van trobar gotes de perfluoroquímics que podrien capturar i transportar oxigen dissolt al seu nucli líquid, encara que no sigui tan eficient com l’hemoglobina.

A la dècada de 1970 i a la dècada de 1980, diversos metges van intentar utilitzar les emulsions PFC com a substituts de la sang, però els assajos clínics posteriors van demostrar que els pacients van desenvolupar efectes secundaris greus, incloent un risc més gran d'ictus, baix nombre de plaquetes i símptomes similars a la grip.

L’estratègia més reeixida ha estat la recerca de substituts sanguinis basats en l’hemoglobina o els HBOC com es diuen, que imiten el funcionament del transport d’oxigen dels glòbuls vermells mitjançant la creació i l’envasament sintètics d’hemoglobina humana o de vaca.

Els HBOC, però, tenen un passat perillós. A la dècada de 1930, els investigadors van experimentar per primera vegada amb gats substituint completament la sang dels animals per una solució sense hemoglobina cel·lular. El tractament va causar estralls renals en els seus subjectes felins, però van continuar els esforços i, el 1949, un grup fins i tot va realitzar assajos clínics humans d'aquesta solució artificial d'hemoglobina; L'assaig va comportar una disfunció renal greu a 5 dels 14 pacients. Als anys 80, un bon grapat d’investigadors d’Illinois a Cambridge van començar a provar nous HBOC modificats químicament en humans amb finançament militar. Cap ni tan sols s'aproparia a l'aprovació de la FDA.

L’any 2001, l’HBOC Hemopure, desenvolupat per l’empresa biofarmacèutica Biopure Corporation, es va convertir en l’únic substitut de sang que s’ha aprovat mai a la venda a Sud-àfrica (Hemopure no està aprovat per la FDA i només es pot administrar als Estats Units en circumstàncies específiques, com ara quan Els testimonis de Jehovà rebutgen les transfusions de sang humana).

Al principi, el futur semblava brillant per a Hemopure, però les preocupacions en matèria de seguretat i salut reduïen qualsevol optimisme. Els mecanismes no s’entenen del tot, però els estudis suggereixen que molècules lliures d’hemoglobina són tòxiques per a molts òrgans humans. Un estudi en concret va analitzar 16 assajos clínics de HBOC i va descriure un triple augment del risc d’atacs de cor en persones que van rebre els substituts en comparació amb les que van rebre sang de donant.

Va ser un cop important per als estudis de recerca sobre sang artificial i el 2010 els inversors havien fugit. La sang va quedar com un elixir tan misteriós com sempre.

El camp es va enfosquir fins fa poc, va dir el doctor Dipanjan Pan, professor de bioenginyeria a la Universitat d'Illinois. Ara, afegeix, there sa descongelació al camp.

Avui dia, investigadors armats amb avenços importants en nanotecnologia, enginyeria de materials i biologia de cèl·lules sanguínies tenen una nova estratègia: en lloc de replicar la simfonia de la sang, els laboratoris estan imitant els seus instruments individuals.

Miminar la natura sempre és un repte, Case Western va dir Seny Gupta. No ha de ser tan bo com la sang real per tenir valor. Pot ser que no hagi de ser tan complex com un autèntic glòbul vermell per fer la feina.

Els científics també han començat a centrar-se en dissenyar productes per utilitzar-los en llocs on la transfusió de sang estàndard no sigui una opció: al país de darrere, en un vaixell de creuers, a bord de l'estació espacial internacional o, algun dia, a la superfície. de Mart.

Pan, Doctor i Philip Spinella, un pediatre de la Washington Medical Medical School, per exemple, han creat Erythromer, un glòbul vermell artificial en forma de bagel amb un paquet sintètic d’hemoglobina purificada (extret de sang donada caducada) revestida. una closca sintètica. A diferència de les donacions regulars de sang, es pot assecar congelada, emmagatzemar a temperatura ambient durant períodes de temps prolongats i injectar-la a qualsevol ésser humà, independentment del tipus de sang. Hipotèticament, l’EMS podria mantenir una bossa d’Erythromer a les ambulàncies i reconstituir la pólvora amb aigua, com va dir el doctor tang que va mantenir els pacients vius fins a arribar a un hospital. "Encara no s’acosta a totes les va dir Pan, cosa que compara Erythromer en lloc d'una mena de bena interna que s'estabilitza fins a un tractament adequat. "És un pont". El laboratori d’investigació d’Erythromer acaba de passar de ratolins a proves de conill, però encara ha de passar per proves a primats grans i no humans abans d’assajos humans per a l’aprovació de la FDA. Dit d'una altra manera, encara tenen un llarg camí per recórrer.

Altres laboratoris s’han centrat a imitar la funció de coagulació de les plaquetes, crucial per assegurar que algú no sagna. El laboratori d’enginyers de materials Erin Lavik de la Universitat de Maryland, comtat de Baltimore, està desenvolupant una nanoestructura de polímer sintètic que s’uneix amb plaquetes per ajudar-los a acumular-se més ràpidament. A l'estat de Carolina del Nord, la bioenginyera Ashley Brown lidera un grup en el desenvolupament de nano- i micropartícules sintètiques decorades amb proteïnes específiques que ajuden a augmentar el procés de coagulació natural. El 2016, Sen Gupta va cofundar la startup biotecnològica Haima Therapeutics, la substitució de les plaquetes Synthoplate, actualment es troba en proves preclíniques amb animals. Sen Gupta va dir que espera començar avaluacions de seguretat i toxicologia segons els requisits de la FDA d’aquí a dos o tres anys.

Els dos fundadors segons Erythromer i Haima Therapeutics tenen aproximadament cinc anys de la comercialització.

Quan es tracta de provar alguna cosa que no s’havia fet abans, en un camp on molta gent ha fallat, és prou humil, fins i tot inquietant, per pensar que podríem ser capaç de arribeu una mica més lluny, va dir el doctor.

Almenys ara per ara, la sang artificial continua sent un graal sant de la medicina del trauma.

Un 71 per cent de descompte d’un altaveu Bluetooth i altres bones ofertes actuals

Un 71 per cent de descompte d’un altaveu Bluetooth i altres bones ofertes actuals

Com solucionar els problemes més habituals dels telèfons intel·ligents

Com solucionar els problemes més habituals dels telèfons intel·ligents

Tots els mamífers escorcollen en 12 segons i hi ha una equació per a la durada de la defecació diarreica.

Tots els mamífers escorcollen en 12 segons i hi ha una equació per a la durada de la defecació diarreica.