Kai donorų kraujo trūksta, trombocitų dar labiau trūksta. Šių kraujo krešėjimui būtinų ląstelių fragmentų galiojimo laikas yra trumpas. Visas kraujas šaldytuve gali būti laikomas iki mėnesio, o trombocitai – ne ilgiau kaip savaitę. Tačiau sukurti naujieji sintetiniai trombocitai šią situaciją gali išspręsti.
„Net jei turite daugybę donorų, negalite jų ilgai laikyti banke“, – sako Šiaurės Karolinos valstybinio universiteto ir Šiaurės Karolinos universiteto Čapel Hillyje jungtinės biomedicinos inžinerijos programos docentė Ashley Brown.
Siekdama išspręsti šią problemą, Brown ir jos komanda sukūrė dirbtinį pakaitalą, kurį būtų galima saugoti ilgą laiką. Neseniai žurnale „Science Translational Medicine“ paskelbtame straipsnyje jie aprašo, kaip savo sukurtus sintetinius trombocitus panaudojo kraujavimui stabdyti ir graužikų bei kiaulių gijimui skatinti.
Natūralūs trombocitai cirkuliuoja kraujyje ir, sudarydami krešulius, užkerta kelią kraujavimui arba jį sustabdo. Kartais organizmui jų reikia daugiau. Žmonėms, patyrusiems traumas, sergantiems vėžiu ir tam tikromis lėtinėmis ligomis, dėl kurių kraujyje nelieka trombocitų, dažnai prireikia kraujo perpylimo.
Paprastai trombocitai surenkami aferezės būdu, kai donoro kraujas leidžiamas per mėgintuvėlį į aparatą, kuris atskiria trombocitus. Jie supilami į maišelį, o likęs kraujas grąžinamas donorui.
Dėl riboto trombocitų galiojimo laiko jie taip pat dažnai nelaikomi mažesnėse ligoninėse ir negali būti lengvai transportuojami. Browno tikslas – sukurti alternatyvą, kurią būtų lengva saugoti ir gabenti ir kurią būtų galima duoti pacientams greičiau, pavyzdžiui, greitosios pagalbos automobilyje ar mūšio lauke, nepriklausomai nuo kraujo grupės.
Kaip pagaminti sintetiniai trombocitai?
Sintetinių trombocitų gamybai Brown ir jos komanda naudojo minkštą vandens pagrindo gelį, vadinamą hidrogeliu, iš kurio suformavo nanodaleles, imituojančias natūralių trombocitų dydį, mechaniką ir formą.
Tada jie sukūrė antikūno fragmentą, kuris jungiasi su fibrinu – baltymu, padedančiu trombocitams formuoti krešulius, ir šiuo fibrino antikūnu papuošė nanodalelių paviršių. Įvykus sužalojimui, trombocitai skuba į pažeidimo vietą ir suformuoja laikiną kamštį. Šio proceso metu fibrinas taip pat suaktyvėja ir kaupiasi žaizdos vietoje, galiausiai sudarydamas krešulį.
Siekdami nustatyti optimalią dirbtinių trombocitų dozę, reikalingą kraujavimui sustabdyti, mokslininkai išbandė įvairias dozes su pelėmis. Po to jie suleido dirbtinių trombocitų infuzijų pelėms, žiurkėms ir kiaulėms ir palygino juos su gyvūnais, gavusiais natūralių trombocitų, ir gyvūnais, kurie nebuvo gydomi jokiais preparatais.
Visiems tyrime dalyvavusiems gyvūnams pasireiškė stiprus vidinis kraujavimas. Nustatyta, kad sintetiniai trombocitai galėjo kraujotaka patekti į žaizdos vietą, skatinti krešėjimą ir pagreitinti gijimą.
Gyvūnų, gavusių sintetinių trombocitų, ir gyvūnų, gavusių natūralių trombocitų, gijimo rodikliai buvo panašūs. Įdomu tai, kad mokslininkams reikėjo panaudoti tik apie dešimtadalį dirbtinių dalelių, kad būtų pasiektas toks pat gijimo poveikis kaip ir naudojant natūralius trombocitus.
„Mūsų veikimo mechanizmas yra prisijungimas prie fibrino, todėl gali būti, kad mūsų dalelės efektyviau prisijungia“, – sako Brownas.
Be to, laboratorijose natūralūs trombocitai ruošiami nevienodai, o tai gali turėti įtakos jų kokybei, todėl šis skirtumas galėjo išryškėti.
Matthew Nealas, Pitsburgo universiteto Medicinos centro traumatologas ir bendrosios chirurgijos gydytojas, sako, kad atkartoti natūralių trombocitų funkcijas buvo sudėtinga, tačiau po dešimtmečius trukusių tyrimų sintetinio pakaitalo idėja artėja prie realybės.
„Reikia tinkamai dekoruoti šių dalelių paviršių. Jos turi atrodyti kaip trombocitai ir elgtis taip, kaip elgiasi trombocitai”, – sako jis. „Kartu mes tikrai norime išvengti bet kokių žalingų pasekmių.“
Tai gali sukelti imuninę reakciją arba krešėjimą ne žaizdos vietoje, o kitose kūno dalyse. Nenormalus krešėjimas organizmo viduje gali sukelti insultą ir širdies priepuolį.
Nepastebėta jokio neigiamo poveikio
Naujausiame tyrime mokslininkai nepastebėjo jokio neigiamo poveikio gyvūnų, gavusių sintetinį pakaitalą, sveikatai. Brown sako, kad dalelės, patekusios į gyvūnų žaizdas, greičiausiai patenka į šašus, kurie nukrenta žaizdai užgijus.
Kai kurios dalelės į žaizdos vietą nepateko, tačiau maždaug po valandos nuo sintetinių trombocitų davimo jų buvo rasta gyvūnų šlapime. Pasak Browno, tai gera žinia, nes tai reiškia, kad dalelės neužsilaiko organizme.
Dar vienas dirbtinių trombocitų privalumas yra tas, kad juos galima užšaldyti ir vėliau, kai reikia, rehidratuoti. Kitaip nei plazmą ir raudonuosius kraujo kūnelius, natūralius trombocitus sunku kriokonservuoti, nes atšildyti ir naudoti jie praranda aktyvumą. Todėl natūralūs trombocitai turi būti laikomi kambario temperatūroje, o kai kurie tyrėjai bando rasti geresnių jų užšaldymo būdų.
„Sintetinės alternatyvos, kurias būtų galima užšaldyti ar net laikyti kambario temperatūroje skystu ar liofilizuotu pavidalu ir kurios išliktų veiksmingos perpilant kraujo, būtų didelė pažanga“, – sako Amerikos hematologų draugijos atstovas Keithas McCrae, Klivlendo klinikos Taussigo vėžio instituto onkologas.
K. McCrae įsivaizduoja keletą dirbtinių trombocitų panaudojimo būdų, pavyzdžiui, greitosios pagalbos automobilyje, mūšio lauke arba atokiose vietovėse, esančiose toli nuo Raudonojo Kryžiaus centrų, kurie aprūpina kraujo produktais ligonines ir medicinos centrus visoje JAV.
Kitas pritaikymas galėtų būti vėžiu sergantiems pacientams, kuriems dėl chemoterapijos sumažėja trombocitų kiekis. Šiems pacientams gali išsivystyti antikūnai prieš perpiltus natūralius trombocitus, kurie greitai jas sunaikina, todėl jos tampa neveiksmingos, aiškina jis.
Šiaurės Karolinos komandos sukurti trombocitai dar nėra išbandyti su žmonėmis, tačiau Brown ir jos kolegos įkūrė startuolį „SelSym Biotech“, kad jų produktas būtų pradėtas naudoti klinikiniuose tyrimuose.
Kita bendrovė „Haima Therapeutics“ Klivlande, Ohajo valstijoje, kuria liofilizuotus sintetinius trombocitus, remdamasi „Anirban Sen Gupta“ iš Case Western universiteto atliktais tyrimais. „Sen Gupta“ komanda išbandė savo produktą su gyvūnais, bet dar ne su žmonėmis.
McCrae teigia, kad bandymai su žmonėmis greičiausiai bus atlikti tik po kelerių metų, ir tik tada mokslininkai sužinos, ar sintetiniai trombocitai yra pasirengę geriausiam laikui.
