Sangue artificial

O Biophysicist o doutor Doping fala de problemas com sangue, crescendo e programando de novas células do tronco e protótipos plaquetas sintéticas.

Atualmente, há duas opções para a produção de células sanguíneas artificiais - os glóbulos vermelhos cultivam-se em vitro ou funções de célula sanguínea de objetos completamente artificiais.

Ambiente intérieur

Os primeiros organismos na Terra foram monocelulares. Logo que algum multicelular, tivessem um problema de transporte, porque é necessário entregar nutrimentos a cada célula. Alguns organismos resolveram este problema como uma esponja bombeando grandes volumes de água por si mesmo para que cada célula estivesse no contato com o ambiente externo. Outro, ao que parece tentando ser tão chato com o mesmo objetivo. Mas para adquirir um multicelular verdadeiro (ou multitecidos), só veio a opção mais eficaz - meio interno líquido que transportam nutrimentos e leva resíduos. Contudo, logo que os primeiros organismos que tiveram um ambiente tão interno, fossem mecanismos imediatamente necessários para proteger este fluido valioso que escoa dela e invade estrangeiros em feridas.

Inicialmente envolvido na proteção da mesma célula, que muitas vezes se chama amebocyte. Invertebrados diferentes que vivem agora, estas células chamam-se diferentemente dependendo da sua estrutura e o tipo do ambiente interno (ou meio). Quanto a todos aqueles que têm hemolymph, usam a palavra "Hemocit" e moleques do mar, por exemplo, emitem coelomocytes, mas nome mais ou menos universal - amoebocyte. De fato, há até o amoebocytes esponjas, e logo há uma analogia completa com a sociedade humana: logo que a companhia com qualquer estrutura complexa, logo que haja uma divisão entre aqueles que trabalham e aqueles que protegem e restauram a ordem. Também temos uma esponja e células fixadas e amoebocytes móvel.

Logo que um ambiente interno crescido, amoebocytes ele fique extremamente importante. Nadam neste ambiente e regeneração comprometida pela analogia com as nossas células-tronco ou caça a micróbios, como as nossas células sanguíneas brancas. E quando há dano, navegam abaixo do seu próprio poder para o sítio de dano e tapam-no, quase como as nossas plaquetas. Mas o oxigênio não se estendem: no pigmento de invertebrados do transporte dissolve-se no hemolymph, ou como insetos, o oxigênio usa-se para entregar a traqueia. Assim o amoebocytes pode ser geralmente de tipos diferentes e executar tarefas diferentes dependendo da maturidade, mas diferenças drásticas entre eles.

Em vertebrados, a situação é mais complicada, porque têm uma tarifa de fluxo demasiado alta e pressão, e as células protetoras podem não navegar ao sítio do dano. Além disso, a necessidade vertebrada mais oxigênio, que significa que simplesmente dissolvem a transportadora de oxigênio no sangue não se obtém. Seria demasiado, e o sangue é demasiado gordo, portanto deve empacotar-se em algumas "bolsas". o sistema imune, também, ficou muito mais potente, e como isso temos, vertebrados, especialmente mamíferos, o desenvolvimento amebocyte aconteceu a alguns ramos altamente dissimilares. Isto células sanguíneas: erythrocytes, plaquetas e leucócitos. Embora moderno otherness, ainda são um predecessor, porque originalmente foi um e a mesma célula.

As três células especializam-se em certas tarefas: as células sanguíneas brancas implicaram na imunidade, os glóbulos vermelhos transportam o oxigênio, e as plaquetas cobrem os seus corpos o dano. Agora o modo de ficar sobreposto ao dano modificou-se radicalmente desde que as plaquetas na nossa velocidade do fluxo sanguíneo não podem já para navegar. Em plaquetas têm receptores - moléculas especiais isto, quando as plaquetas se transportam pelo fluxo sanguíneo, aderindo ao sítio de dano. Anexam a collagen no sítio do dano, picado lá, e as seguintes plaquetas aderem aos já picados. Começa a formar a tomada de plaqueta agregada que cobre a ferida. Naturalmente, uma grande ferida no próprio tubo de artéria não ignora, e a ferida precisará de enfaixar ou coser (tenha o novo sistema de parada sangrento), mas com todos os pequenos danos de que enfrentamos no decorrer da vida ordinária - arranhões, injeções, mordidas, manchas pretas - este sistema maçanetas.

Podemos reproduzir os elementos deste sistema são agora: durante 5 anos passados, ficamos muito melhores entendem-no. Sabemos que plaquetas de proteína se anexam um a outro para o que aderem a receptores de collagen, que na composição de lipídios aceleram a plaqueta que coagula reações na sua superfície. Agora pode ser um bem mímico, porque para executar a maioria destas funções não precisam de ter uma jaula cheia - pode tomar uma cápsula de lipossoma ou albumina (normalmente nanocapsules o tamanho de centenas de nanômetros) e colá-lo na proteína desejada.

Mas algumas coisas pode fazer plaquetas, portanto não podemos fazer. Por exemplo, as plaquetas estão no seu crescimento granular de pelo menos sete fatores são o dano de regeneração ocupado. Além disso, as plaquetas são capazes de ativar-se, ligar ao novo regime e como isso melhor do que aderir um a outro - é difícil de implementar com a ajuda de lipossomas tais propriedades destas plaquetas.

Contudo, agora (de fato, há mais de 10 anos) houve primeiras versões das plaquetas artificiais, que reproduzem a parte da função de plaqueta, e em primeiro lugar, são vários receptores que lhes permitem segurar-se para as poucas plaquetas, que permaneceram no homem. Em um montante regularmente grande do material em animais e nas primeiras etapas de pesquisas clínicas, tais plaquetas artificiais com sucesso deixam de sangrar de feridas. Contudo, para executar tais procedimentos, quando o corpo não permanece a propriedade de plaquetas em geral, não faz, mas acontece raramente.

A necessidade de sangue e sangue artificial

A falta de plaquetas em seres humanos ocorre por várias razões, que podem dividir-se em duas categorias. A primeira categoria - uma doença crônica, quando uma pessoa não trabalham as suas próprias plaquetas. Por exemplo, uma mutação ocorreu e há alguma proteína ou problema com a produção de plaquetas e desenvolve alguma variante da anemia ou anticorpos desenvolvidos e começou a matar as suas próprias plaquetas humanas. Em tais casos, para transfundir plaquetas a longo prazo muitas vezes contra-indicadas, porque tais pessoas devem tratar-se constantemente e vivas com plaquetas de estrangeiros constantemente é impossível: cada transfusão - é um risco de infecção, resposta imunitária aguda ou produção de anticorpos. Estes riscos não são muito grandes, mas mais cedo ou mais tarde o medo pode justificar-se quando transfusões frequentes. Em casos severos, estes pacientes ainda fazem só uma transfusão de plaquetas e célula completamente artificial, onde os riscos da infecção e outros podem reduzir-se ao zero, podemos ajudar estas pessoas a mover-se algumas operações a pelo menos o dente podem arrancar sem o risco da morte.

Para tratar a anemia normalmente usam – Cyanocobalamin, injeções de Dexamethasone.

A segunda falta de cenário de plaquetas - isto situações agudas: a ferida, o volume de cirurgia, o transplante de medula óssea, a quimioterapia, o nascimento prematuro e uma redução súbita do número de plaquetas devido à hemorragia que começa no mucosa ou ameaça à hemorragia intracranial. Estas pessoas definitivamente têm de transfundir plaquetas, mas devido a que estas células são muito caprichosas, guardaram só alguns dias, e quase não tolere a geada em todos os hospitais onde há as suas grandes estações da transfusão de sangue, plaqueta sempre têm problemas.

Células sanguíneas de doador e soluções de transfusão

Qualquer célula sanguínea pode obter-se de um doador, teoricamente - em qualquer montante. Mas as células de doador lá são vários problemas fundamentais e o primeiro - são os riscos de infecção e respostas imunitárias, que em princípio não podem prevenir-se para certos tipos de células, como plaquetas, porque somos capazes agora de determinar o infectivity do sangue com a confiança absoluta. Isto não se determina por aquelas concentrações de vírus no momento das quais ficam contagiosos. Para outra quarentena possível de células quando as células se permitem a cryopreserve e têm negócios só alguns meses, fazendo a mesma re-análise de doador para verificar se não começam a cair doente da doença. Há caminhos a vírus inactivate em produtos de sangue, mas todos os vírus possíveis, prions ou outros agentes patogênicos verificam ou destroem impossível para qualquer tipo de célula. Além disso, lá respostas imunitárias de imprevisibilidade, que podem ser perigosas, especialmente para pessoas com o problema de saúde.

O segundo problema de células de doador consiste em que se guardam pobremente, e as plaquetas neste aspecto são as piores. Em alguns casos, como células sanguíneas brancas, há outras dificuldades: transfunda alguém as células sanguíneas brancas de else, em princípio, bastante arriscado, porque são as células de sistema imunes que são terra fora para matar alguém mais e ajudá-la. Há leykokontsentraty especial e os métodos para determinar a compatibilidade para minimizar os riscos, mas é bastante difícil. Assim, agora as células sanguíneas observaram a seguinte distribuição: em primeiro lugar, sangue que ninguém alguma vez vaza - simplesmente porque é muito perigoso e, o mais importantemente, nunca necessidade. Às vezes o doutor vem a tal desespero para salvar vidas de pessoas durante a ausência completa de produtos de sangue, mas geralmente esta prática se proíbe completamente. Muitas vezes, as pessoas somente vazaram soluções especiais de compensar o volume do sangue (salina ou outro), porque é a primeira coisa à perda do sangue, ou o coração não pode dar-se. Em segundo lugar com o sangue mais severo a perda ocorre, ou necessidades de transfusão plásmicas congeladas frescas, para resolver problemas com a coagulação. No terceiro lugar, se uma pessoa não tiver bastante hemoglobina, os glóbulos vermelhos podem transfundir-se. Bastante esquisitamente, é necessário não tão muitas vezes: o nosso sangue projeta-se para a transportação de oxigênio ao enorme estoque, dez vezes mais que uma pessoa precisa, calmamente estando na unidade de cuidado intensivo. Finalmente, em certas situações, transfusões de plaqueta humanas, por exemplo, quando é depois de um enxerto de medula óssea, no início não trabalha hematopoiesis. Em geral, cada jogo de células vaza-se em circunstâncias diferentes, em condições diferentes, e cada um tem o seu próprio jogo de problemas.

Células sanguíneas artificiais

Dois do ponto mais problemático - ele plaquetas e células sanguíneas brancas. Na produção de plaquetas artificiais agora há competição entre as duas incorporações descritas em cima. Qualquer ordem que já faz plaquetas de células-tronco. A vantagem desta opção consiste em que pode tomar células-tronco ou até reprogramar outras células no recipiente desejado, e para ele para fazer as plaquetas "nativas". O problema é o preço e realização: Agora esta realização de método tende ao zero, e o preço é bastante exorbitante. Além disso, há dúvidas sérias se estas plaquetas são verdade: as células obtêm-se, semelhantes às plaquetas, mas em vitro é muito difícil de reproduzir o processo inteiro da maturação da plaqueta. Há trabalhos que mostram que estas células de alguns itens não coincidem com plaquetas normais, portanto resulta que, de um lado, a produção de longo prazo de plaquetas artificiais de células-tronco é um caminho muito atraente, que pode dar plaquetas perfeitamente compatíveis e completas, mas de outro lado, este caminho está muito, muito longe, embora fundamentalmente trabalhe.

Além do cultivo de plaquetas de células-tronco têm as opções de manufaturar umas plaquetas completamente artificiais. Normalmente estas microesferas de lipídio ou proteína nanocapsules, que têm o grupo de proteína que fornece funções semelhantes à plaqueta. Tais objetos podem formar agregados com plaquetas e ficar sobrepostos à ferida. Os protótipos de tais plaquetas artificiais estiveram em volta durante aproximadamente 15 anos, alguns deles conseguem a segunda etapa de pesquisas clínicas, mas ainda não fizeram o seu caminho na prática clínica. Contudo, a tecnologia no perto do futuro pode dar um produto muito verdadeiro; agora há uma competição entre um número de companhias principais, criando versões diferentes de plaquetas. Mais provavelmente, em todo o caso perderá algo verdadeiras plaquetas, como ele quase certamente faltando a algumas características cheias de células que se implicam ativamente na regeneração e imunidade. Mas pode parar a hemorragia, e isto é importante. Será muito conveniente para a coisa de uso - algo como o pó no banco que pode ficar em uma prateleira, e se necessário, diluído com água e excesso, por exemplo, em expedições, no campo militar, com catástrofes globais verificam a compatibilidade sem a necessidade ou têm o equipamento moderno prático.

Possivelmente plaquetas - o mais interessante, popular e um verdadeiro objeto quanto a criação de células sanguíneas artificiais em cada sentido. O pior de todos é o caso com leucócitos. A imunidade - é um sistema complexo, que ainda não somos capazes de estabelecer do zero. Criar um análogo totalmente sintético de leucócitos, como discutido em cima para plaquetas e glóbulos vermelhos, enquanto parece a ficção de ciência - ou melhor análogos, porque muitos tipos de células sanguíneas brancas, cada uma destas características promovidas. a produção de leucócito de células-tronco parece um pouco mais realista, e o trabalho nesta direção vão. neutrophils completos aprenderam a refazer há 10 anos. Mas há muitos obstáculos: deve ser capaz de produzir bastante de cada tipo, e logo ensinar que estas células não atacam o anfitrião. Teoricamente, estes problemas podem resolver-se, mas a dificuldade aqui é mais séria do que plaquetas. Atualmente, uma falta de células sanguíneas brancas tentam tratar drogas que estimulam o seu desenvolvimento. A curto prazo casos, pode ir usar riscos de leykokontsentratov, e em casos severos do imunodeficiência (ou quando o problema não é só com o número de células, mas também à presença de defeitos) têm de ir a um enxerto de medula óssea.

pode fazer-se para substituir os glóbulos vermelhos - e as pessoas envolvem-se nele - várias opções para transportadoras de oxigênio artificiais, mas é de alguns modos o desafio menos interessante, porque há células de doador, lá perftoran e os seus análogos. Perftoran, muitas vezes chamado "nobreza" - uma transportadora de oxigênio bem conhecida que se projeta na Rússia. Além disso, os glóbulos vermelhos transportam grande cryopreservation, que não só lhe permite criar grandes reservas de células sanguíneas e transportá-los em qualquer lugar, mas também significa que uma pessoa pode tomar os glóbulos vermelhos, e seis meses depois investigar, se manifestado nesta Aids humana, VIH. Esta quarentena de minimizar o risco da doença. Se falarmos sobre o plasma de sangue, substitui-se pelo plasma natural, com a sua variedade de funções possíveis, embora agora sejam soluções artificiais da transfusão com a correção das funções individuais.