Jesmo li na tragu sinteze umjetne krvi?

Možete li pogoditi što je zajedničko urinu, ovčjoj krvi, mlijeku i pivu? Ukoliko se ne možete sjetiti odgovora, pomoći ćemo vam – svi su se koristili tokom povijesti kao zamjena za krv. Zvuči vrlo čudno i neobično, ali pitanje pronalaska zamjene krv je oduvijek mučilo znanstvenike i liječnike. Iako je provedeno mnogo eksperimenata, nažalost još uvijek nije sintetizirana adekvatna umjetna krv.

Krv

Krv je tekuće vezivno tkivo koje se sastoji od krvnih stanica (eritrociti, trombociti i leukociti) i krvne plazme. Krvna plazma čini tekući dio krvi te se većinom sastoji od vode, ali u njoj još nalazimo i  ugljikohidrate, masti, bjelančevine, hormone, vitamine i minerale. Ona čini ukupno  55% krvi, a ostalih 45% čine krvne stanice koje imaju brojne zadaće – glavna uloga eritrocita je prijenos kisika i ugljikovog dioksida, leukocita obrana organizma od infekcija, a trombocita zgrušavanje krvi.

Upravo zbog navedenih sastavnica i raznih funkcija teško je pronaći pravu kombinaciju tvari koje će obavljati sve funkcije. Do sad su uglavnom korištene otopine koje mogu samo prenositi kisik do stanica.

Perfluorougljici (PFC)

1966. godine je stvorena ideja da bi polimeri slični teflonu mogli biti nova zamjena za krv. Radi se o perfluorougljicima (PFC) koji su biološki inertne tvari. Razlog njihovog istraživanja leži u svojstvu da mogu otopiti 50 puta više kisika nego krvna plazma. Nisu topljivi u vodi, stoga se moraju dodati masne kiseline kako bi se stvorila emulzija. Još jedno svojstvo PFC-a je da imaju niži afinitet prema kisiku od primjerice proizvoda baziranih na hemoglobinu. Zbog nižeg afiniteta potreban je veći broj molekula kako bi se zadovoljila potreba za kisikom. Upravo zbog spomenutog, jedan proizvod ovog tipa koji je bio odobren od strane FDA (Federal Drug Administration) nije doživio komercijalni uspjeh. Pacijentima kojima je dana emulzija PFC-a kao zamjena za krv je bila potrebna visoka doza koja nije bila sigurna, pa su morali dodatno primati kisik.

Eksperimenti su pokazali da miševi mogu preživjeti s krvi kojoj su dodani perfluorougljici (PFC). Prvotna zamisao je bila da mogu služiti kao tvari za razrjeđivanje krvi, a kasnije je proveden eksperiment u kojem je štakorima krv u potpunosti bila zamijenjena s emulzijom PFC-a. Štakori su uspjeli preživjeti nekoliko sati dok im nije vraćena krv.

Istraživanja PFC-a se nastavljaju jer imaju dvije prednosti: ekonomski su isplativi zbog jeftine sinteze te se lako odvajaju od bilo kakvog biološkog materijala čime se otklanja mogućnost prijenosa bolesti prilikom transfuzije.

Proizvodi bazirani na hemoglobinu

Hemoglobin je protein kojeg nalazimo u eritrocitima koji prenosi kisik iz pluća u tkiva. Umjetna krv bazirana na hemoglobinu je u prednosti u odnosu na spomenutu emulziju PFC-a jer hemoglobin kemijski veže kisik na sebe, dok ga emulzije otapaju. Dakle, prijenosnici kisika bazirani na hemoglobinu (Hemoglobin-based oxygen carriers; HBOCs) upotrebljavaju isti protein kao u prirodnoj krvi za prijenos kisika. Još jedna od prednosti je da takvi proizvodi ne bi zahtijevali prethodno testiranje na krvne grupe. Prijenosnici bazirani na hemoglobinu nemaju membrane jer se ne nalaze u eritrocitima koji inače na svojoj površini sadrže antigene koji određuju krvnu grupu. Bitno je odrediti krvnu grupu jer se smanjuje rizik od poslijetransfuzijske reakcije koja može nastati zbog neodgovarajućih krvnih grupa ili nekompatibilnosti donora i primatelja. Također, ovakvi prijenosnici kisika mogu biti pohranjeni kroz duži vremenski period čime bi mogli nadomjestiti krv u primjerice kriznim područjima pogođenim ratom ili prirodnom nepogodom.

Proizvodi ove vrste ne bi se mogli proizvesti ekstrakcijom hemoglobina iz krvi jer bi došlo do njegove razgradnje prilikom unosa u krvotok. Stoga, takav hemoglobin zahtjeva modifikaciju kako bi bio stabilniji. Pod pojmom zamjenika hemoglobina prve generacije podrazumijevaju se hemoglobini koji su kemijski modificirani ili modificirani DNA rekombinantnom tehnologijom. Također, zbog spomenutih modifikacija su u prednosti u odnosu na eritrocite jer imaju veću sposobnost prijenosa kisika te se mogu pasterizirati. Time bi bili pročišćeni od raznih uzročnika bolesti čime bi se onemogućio prijenos bolesti putem transfuzije. S druge strane, eritrociti mogu biti u krvotoku oko 100 dana, dok zamjenici hemoglobina prve generacije mogu biti samo 20 do 30 sati. Njihova primjena je time trenutno ograničena samo na kratke vremenske periode. Zamjenici hemoglobina sljedećih generacija će zasigurno biti poboljšani te će možda predstavljati i budućnost umjetne krvi.

Istraživanja u ovom području se još uvijek odvijaju te nekolicina farmaceutskih firmi radi na otkriću sigurne i efektivne zamjene krvi. Za sad su istraživani samo proizvodi koji obavljaju funkciju prijenosa kisika te nemaju imunološku funkciju niti funkciju zgrušavanja krvi, a kako bi razvili adekvatnu zamjenu za prirodnu krv, budući proizvodi će morati biti u mogućnosti obavljati i te funkcije.

Kako vi možete pomoći?

Dok znanstvenici pokušavaju sintetizirati zamjenu za krv, svi mi možemo pomoći kao darivatelji krvi. Još uvijek je jedini izvor krvi sam čovjek. Potrebno je imati dovoljno darivatelja kako bi se osigurala dovoljna količina, a time i uspješno liječenje onih kojima je transfuzija krvi potrebna. U pravilu se mora postići prosjek od 50 darivatelja na 1000 stanovnika. Hrvatski zavod za transfuzijsku medicinu navodi da je u Hrvatskoj prosjek 38 darivatelja na 1000 stanovnika. Potrebe za darivanjem krvi su podjednake tijekom godine te se nestašica može povremeno i sezonski zamijetiti. Zato se odvažite, promijenite statistiku jer ovim činom možete spasiti nekome život. Provjerite na stranici http://hztm.hr/ gdje već danas možete donirati krv.