Sangre artificial

El Biophysicist el Dr. Doping habla de problemas de la sangre, creciendo y programando de nuevas células del tallo y prototipos plaquetas sintéticas.

Actualmente, hay dos opciones para la producción de células de la sangre artificiales - los glóbulos rojos se cultivan en vitro o funciones de la célula de la sangre de objetos completamente artificiales.

Entorno intérieur

Los primeros organismos en la Tierra eran unicelulares. Tan pronto como cualquiera multicelular, tenían un problema de transporte, porque es necesario entregar nutrientes a cada célula. Algunos organismos han solucionado este problema como una esponja bombeando volúmenes grandes del agua a través de sí de modo que cada célula estuviera en el contacto con el ambiente externo. Otro, por lo visto tratando de ser tan llano con el mismo objetivo. Pero a fin de conseguir un multicelular verdadero (o multitejidos), sólo vino la opción más eficaz - medio interno líquido que llevan nutrientes y se lleva la basura. Sin embargo, tan pronto como los primeros organismos que han tenido un ambiente tan interno, eran mecanismos inmediatamente necesarios para proteger este escape fluido valioso de ella e invasión de extranjeros en heridas.

Al principio entablado en la protección de la misma célula, que a menudo se llama amebocyte. Invertebrados diferentes que viven ahora, estas células se llaman diferentemente según su estructura y tipo del ambiente interno (o medio). En cuanto a todos aquellos que tienen hemolymph, usan la palabra «Hemocit» y erizos de mar, por ejemplo, emiten coelomocytes, pero nombre más o menos universal - amoebocyte. De hecho, hay hasta el amoebocytes esponjas, y luego hay una analogía completa con la sociedad humana: tan pronto como la compañía con cualquier estructura compleja, tan pronto como hay una división entre aquellos que trabajan y aquellos que protegen y restauran el pedido. También tenemos una esponja y células fijadas y amoebocytes móvil.

Tan pronto como un ambiente interno hecho y derecho, amoebocytes esto se hace muy importante. Nadan en este ambiente y regeneración prometida por la analogía con nuestras células madre o caza de microbios, como nuestros leucocitos. Y cuando hay daño, navegan bajo su propio poder con el sitio de la herida y lo tapan, casi como nuestras plaquetas. Pero el oxígeno no se extienden: en el pigmento de invertebrados para el transporte se disuelve en el hemolymph, o como insectos, el oxígeno es usado para entregar la tráquea. Así el amoebocytes puede ser generalmente de tipos diferentes y realizar tareas diferentes según la madurez, pero diferencias drásticas entre ellos.

En vertebrados, la situación es más complicada, porque tienen un rendimiento demasiado alto y presión, y las células protectoras pueden no navegar al sitio de herida. Además, la necesidad vertebrada más oxígeno, el que significa que simplemente disuelven al transportista de oxígeno en la sangre no se obtiene. Sería demasiado, y la sangre es demasiado gruesa, por tanto debe ser envasado en algunos «bolsos». el sistema inmunológico, también, se ha hecho mucho más importante, y por lo tanto tenemos, vertebrados, sobre todo mamíferos, el desarrollo amebocyte pasó a unas ramas muy distintas. Esto células de la sangre: erythrocytes, plaquetas y leucocitos. Aunque moderno otherness, todavía son un precursor, porque al principio era la célula misma.

Tres células se especializan en ciertas tareas: los leucocitos implicaron en la inmunidad, los glóbulos rojos llevan el oxígeno, y las plaquetas cubren sus cuerpos la herida. Ahora el modo de traslapar la herida ha cambiado radicalmente ya que las plaquetas con nuestra velocidad del flujo sanguíneo no pueden ya para navegar. En plaquetas tienen receptores - moléculas especiales esto, cuando las plaquetas son llevadas por el torrente circulatorio, agarrándose al sitio de la herida. Atan a collagen en el sitio de daño, pegado allí, y las siguientes plaquetas se agarran a los ya pegados. Comienza a formar el enchufe de la plaqueta agregado que cubre la herida. Naturalmente, una herida grande en el propio tubo de la arteria no anula, y la herida tendrá que vendar o coser (tenga el sistema de la parada sangrante adicional), pero con todas las pequeñas heridas de las cuales afrontamos en el curso de la vida ordinaria - rasguños, inyecciones, mordeduras, contusiones - este sistema mangos.

Nos podemos reproducir los elementos de este sistema son ahora: en los 5 años pasados, nos hemos hecho mucho mejores lo entienden. Sabemos que plaquetas de proteínas se atan el uno al otro para lo que se agarran a receptores de collagen, que en la composición de lípidos aceleran reacciones de coagulación de la plaqueta en su superficie. Ahora puede ser un bien mímico, porque para realizar la mayor parte de estas funciones no tienen que tener una jaula llena - puede tomar una cápsula del liposoma o albúmina (por lo general nanocapsules la talla de cientos de nanómetros) y pegarla en las proteínas deseadas.

Pero algunas cosas puede hacer plaquetas, por tanto no podemos hacer. Por ejemplo, las plaquetas están en su crecimiento granular de al menos siete factores son el daño de regeneración entablado. Además, las plaquetas son capaces de activarse, cambiar al nuevo régimen y por lo tanto mejor que agarrarse el uno al otro - es difícil de poner en práctica con la ayuda de liposomas tales propiedades de estas plaquetas.

Sin embargo, ahora (de hecho, hace más de 10 años) había primeras versiones de las plaquetas artificiales, que reproducen la parte de la función de la plaqueta, y en primer lugar, son varios receptores que permiten que ellos se aseguren para las pocas plaquetas, que permanecieron en el hombre. En una cantidad bastante grande del material en animales y en las etapas tempranas de ensayos clínicos, tales plaquetas artificiales con éxito dejan de sangrar de heridas. Sin embargo, para realizar tales procedimientos, cuando el cuerpo no permanece la propiedad de plaquetas en general, no hace, pero pasa raramente.

La necesidad de sangre y sangre artificial

La carencia de plaquetas en la gente ocurre por varios motivos, que se pueden dividir en dos categorías. La primera categoría - una enfermedad crónica, cuando una persona no trabajan sus propias plaquetas. Por ejemplo, una mutación ha ocurrido y hay alguna proteína o un problema con la producción de plaquetas y desarrolla alguna variante de la anemia o anticuerpos desarrollados y comenzó a matar sus propias plaquetas humanas. En tales casos, para hacer una transfusión de plaquetas a largo plazo a menudo contraindicadas, porque tal gente se debería tratar consecuentemente y viva con plaquetas de forasteros constantemente es imposible: cada transfusión - es un riesgo de la infección, respuesta inmune aguda o producción de anticuerpos. Estos riesgos no son muy grandes, pero tarde o temprano el miedo se puede justificar cuando transfusiones frecuentes. En casos severos, estos pacientes todavía hacen sólo una transfusión de plaquetas y célula completamente artificial, donde los riesgos de la infección y algunos otros se pueden reducir al cero, podemos ayudar a esta gente a moverse algunas operaciones a al menos el diente se podrían arrancar sin el riesgo de la muerte.

Para tratar la anemia por lo general usan – Cyanocobalamin, inyecciones de Dexamethasone.

La segunda escasez del guión de plaquetas - esto situaciones agudas: el trauma, el volumen de la cirugía, el trasplante de médula ósea, la quimioterapia, el nacimiento prematuro y una gota repentina en el número de plaquetas debido a la sangría que comienza en el mucoso o amenaza la sangría intracraneal. Esta gente definitivamente tiene que hacer una transfusión de plaquetas, pero debido a que estas células son muy caprichosas, guardaron sólo unos días, y casi no tolere la helada en todos los hospitales donde hay sus estaciones grandes de la transfusión de sangre, plaqueta siempre tienen problemas.

Células de la sangre del donante y soluciones para transfusión

Cualquier célula de la sangre se puede obtener de un donante, teóricamente - en cualquier cantidad. Pero las células del donante allí son varios problemas fundamentales y el primer - son los riesgos de infección y respuestas inmunes, que en principio no se pueden prevenir para ciertos tipos de células, como plaquetas, porque somos capaces ahora de determinar el infectivity de la sangre con la fiabilidad absoluta. Esto no es determinado por aquellas concentraciones de virus en las cuales se hacen infecciosos. Para otra cuarentena posible de células cuando las células se permiten a cryopreserve y tratan sólo unos meses, haciendo el mismo nuevo análisis del donante para comprobar si no comienzan a desarrollar la enfermedad. Hay caminos hacia virus inactivate en productos de la sangre, pero todos los virus posibles, prions u otros patógenos comprueban o destruyen imposible para cualquier tipo de la célula. Además, allí respuestas inmunes de la imprevisibilidad, que podrían ser peligrosas, sobre todo para la gente con el problema de salud.

El segundo problema de células del donante consiste en que mal se almacenan, y las plaquetas a este respecto son las peores. En algunos casos, como leucocitos, hay otras dificultades: haga una transfusión de leucocitos de alguien más, en principio, completamente arriesgado, porque son las células del sistema inmunológico que son la tierra para matar a alguien más y ayudarle. Hay leykokontsentraty especial y los métodos de determinar la compatibilidad a fin de minimizar los riesgos, pero es completamente difícil. Así pues, ahora las células de la sangre observaron la distribución siguiente: en primer lugar, sangre que nadie alguna vez vierte - simplemente porque es muy peligroso y, el más importantemente, nunca necesidad. A veces el doctor viene a tal desesperación a fin de salvar las vidas de la gente durante la ausencia completa de productos de la sangre, pero generalmente esta práctica completamente se prohíbe. El más a menudo, la gente sólo vertió soluciones especiales de compensar el volumen de sangre (salina u otro), porque es la primera cosa a la pérdida de la sangre, o el corazón no se puede adaptar. En segundo lugar con la sangre más severa la pérdida ocurre, o necesidades de transfusión plasma congeladas frescas, a fin de solucionar problemas con la coagulación. En el tercer lugar, si una persona no tiene bastante hemoglobina, pueden hacer una transfusión de los glóbulos rojos. Por extraño que parezca, es necesario no tan a menudo: nuestra sangre se diseña para el transporte de oxígeno a la reserva enorme, diez veces más que una persona necesita, silenciosamente estando en la unidad de cuidados intensivos. Finalmente, en ciertas situaciones, transfusiones de la plaqueta humanas, por ejemplo, cuando es después de un trasplante de médula ósea, al principio no trabaja hematopoiesis. En general, cada juego de células se vierte en circunstancias diferentes, en condiciones diferentes, y cada uno tiene su propio juego de problemas.

Células de la sangre artificiales

Dos del punto más problemático - esto plaquetas y leucocitos. En la producción de plaquetas artificiales ahora hay concurso entre las dos encarnaciones descritas encima. Cualquier orden que haga ya plaquetas de células madre. La ventaja de esta opción consiste en que puede tomar células madre o hasta programar de nuevo otras células en el recipiente intencionado, y para él para hacer las plaquetas «natales». El problema es el coste y rendimiento: Ahora este rendimiento del método tiende al cero, y el coste es completamente desorbitado. Además, hay dudas serias si estas plaquetas son verdad: las células se obtienen, similares a las plaquetas, pero en vitro es muy difícil de reproducir el proceso entero de la maduración de la plaqueta. Hay trabajos que muestran que estas células para algunos artículos no coinciden con plaquetas normales, por tanto resulta que, por una parte, la producción a largo plazo de plaquetas artificiales de células madre es un camino muy atractivo, que puede dar plaquetas absolutamente compatibles y completas, pero por otra parte, este camino está muy, muy lejos, aunque fundamentalmente trabaje.

Además de la cultivación de plaquetas de células madre tienen las opciones de fabricar unas plaquetas completamente artificiales. Por lo general estas microesferas del lípido o proteína nanocapsules, que tienen un juego de proteínas que proporcionan funciones similares a la plaqueta. Tales objetos pueden formar conjuntos con plaquetas y traslapar la herida. Los prototipos de tales plaquetas artificiales han estado alrededor durante aproximadamente 15 años, algunos de ellos alcanzan la segunda etapa de ensayos clínicos, pero todavía no han hecho su camino en la práctica clínica. Sin embargo, la tecnología en el futuro próximo puede dar un muy verdadero producto; ahora hay un concurso entre varias compañías principales, creando versiones diferentes de plaquetas. Con la mayor probabilidad, en cualquier caso perderá algo verdaderas plaquetas, como él casi seguramente perdiendo algunos rasgos llenos de células que activamente se implican en la regeneración e inmunidad. Pero puede parar la sangría, y esto es importante. Será muy conveniente para la cosa de uso - algo como el polvo en el banco que puede estar de pie en un anaquel, y si es necesario, diluido con el agua y desbordamiento, por ejemplo, por expediciones, en el campo militar, con catástrofes globales comprueban la compatibilidad sin la necesidad o tienen el equipo sofisticado práctico.

Quizás plaquetas - el más interesante, popular y un verdadero objeto en términos de creación de células de la sangre artificiales en cada sentido. Lo peor de todos es el caso con leucocitos. La inmunidad - es un sistema complejo, que todavía no somos capaces de establecer desde el principio. La creación de un análogo totalmente sintético de leucocitos, como hablado encima para plaquetas y glóbulos rojos, mientras parece la ciencia ficción - o mejor dicho, análogos, porque muchos tipos de leucocitos, cada uno de estos rasgos avanzados. la producción del leucocito de células madre parece un poco más realista, y el trabajo en esta dirección van. neutrophils completos han aprendido a volver a hacer hace 10 años. Pero hay muchos obstáculos: hay que ser capaz de producir bastante de cada tipo, y luego enseñar que estas células no atacan al anfitrión. Teóricamente, estos problemas se pueden solucionar, pero la dificultad aquí es más seria que plaquetas. Actualmente, una carencia de leucocitos tratan de tratar medicinas que estimulan su desarrollo. A corto plazo casos, puede ir para usar riesgos de leykokontsentratov, y en casos severos de la inmunodeficiencia (o cuando el problema no es sólo con el número de células, sino también a la presencia de defectos) tienen que ir a un trasplante de médula ósea.

se puede hacer para sustituir los glóbulos rojos - y la gente se involucra en ello - una variedad de opciones para transportistas de oxígeno artificiales, pero es de algunos modos el desafío menos interesante, porque hay células del donante, allí perftoran y sus análogos. Perftoran, a menudo llamado «sangre azul» - un transportista de oxígeno conocido diseñado en Rusia. Además, los glóbulos rojos llevan gran cryopreservation, que no sólo permite que usted cree reservas grandes de células de la sangre y los transporte a cualquer parte, sino también significa que una persona puede tomar los glóbulos rojos, y seis meses más tarde confirmar, si manifestado en este SIDA humano, VIH. Esta cuarentena de minimizar el riesgo de enfermedad. Si hablamos del plasma sanguíneo, es sustituido por el plasma natural, con su variedad de funciones posibles, aunque ahora sean soluciones artificiales para la transfusión con la corrección de las funciones individuales.