Sangue artificiale

Il Biophysicist il dr. Doping parla di problemi di sangue, crescendo e programmando di nuove celle dal gambo e i prototipi piastrine sintetiche.

Attualmente, ci sono due opzioni per la produzione di celle di sangue artificiali - le celle di sangue rosse sono coltivate in vitro o le funzioni di cella di sangue di oggetti completamente artificiali.

Ambiente intérieur

I primi organismi su Terra sono stati di cellula sola. Appena che qualsiasi multicellulare, ebbero un problema di trasporto, perché è necessario consegnare sostanze nutrienti a ogni cella. Alcuni organismi hanno risolto questo problema come una spugna pompando grandi volumi d'acqua attraverso sé in modo che ogni cella fosse in contatto con l'ambiente esterno. Altro, evidentemente provando a essere così piatto con lo stesso scopo. Ma per ottenere un multicellulare vero (o i multitessuti), è venuto solo l'opzione più efficace - il mezzo interno liquido che portano sostanze nutrienti e lascia trascinare sprechi. Comunque, appena che i primi organismi che hanno avuto un tal ambiente interno, sono stati meccanismi immediatamente necessari per proteggere questa fuoriuscita fluida preziosa da lei e invasione di alieni in ferite.

Inizialmente fidanzato della protezione della stessa cella, che è spesso chiamata amebocyte. Gli invertebrati diversi che vivono adesso, queste celle sono chiamate in modo diverso secondo la loro struttura e tipo dell'ambiente interno (o il mezzo). Per quanto riguarda tutti quelli che hanno hemolymph, usano la parola «Hemocit» e i monelli di mare, per esempio, emettono coelomocytes, ma nome più o meno universale - amoebocyte. In effetti, c'è perfino l'amoebocytes spugne, e poi c'è un'analogia completa con società umana: appena che la società con qualsiasi struttura complessa, appena che c'è una divisione tra quelli che lavorano e quelli che proteggono e restaurano l'ordine. Anche abbiamo una spugna e celle fissate e amoebocytes mobile.

Appena che un ambiente interno a tutti gli efetti, amoebocytes questo diventa estremamente importante. Nuotano in questo ambiente e rigenerazione fidanzata da analogia con le nostre cellule staminali o la caccia a microbi, come i nostri globuli bianchi. E quando c'è danno, navigano sotto il suo potere al sito di lesione e lo inseriscono, quasi come le nostre piastrine. Ma l'ossigeno non si diffondono: in pigmento di invertebrati per trasporto è dissolto nel hemolymph, o come insetti, l'ossigeno è usato per consegnare la trachea. Così l'amoebocytes può generalmente essere di tipi diversi e compiere compiti diversi secondo maturità, ma le differenze drastiche tra loro.

In vertebrati, la situazione è più complicata, perché hanno una portata troppo alta e una pressione, e le celle protettive potrebbero non navigare al sito di lesione. Inoltre, la necessità vertebrata più ossigeno, il que significa che puramente dissolvono il corriere di ossigeno in sangue non è ottenuta. Sarebbe troppo, e il sangue è troppo denso, quindi deve esser impacchettato in alcune «borse». il sistema immunitario, anche, è diventato molto più potente, e come risultato abbiamo, i vertebrati, particolarmente i mammiferi, lo sviluppo amebocyte è avvenuto con alcuni rami molto dissimili. Questo sangue celle: erythrocytes, piastrine e leucociti. Sebbene moderno otherness, ancora sono un predecessore, perché originariamente è stato un e la stessa cella.

Tutte le tre celle si specializzano in compiti certi: i globuli bianchi hanno coinvolto in immunità, le celle di sangue rosse portano l'ossigeno, e le piastrine coprono i loro corpi la lesione. Adesso il modo di sovrapporre la lesione è cambiato radicalmente poiché le piastrine alla nostra velocità di corrente sanguigna non possono più per navigare. Su piastrine hanno recettori - le molecole speciali questo, quando le piastrine sono portate dalla corrente di sangue, attaccandosi al sito di lesione. Sono connessi a collagen nel sito di danno, incollato là, e le prossime piastrine si attaccano a quelli già incollati. Comincia a formare la spina di piastrina complessiva che copre la ferita. Naturalmente, una grande ferita al tubo di arteria stesso non annulla, e la ferita avrà bisogno a bendaggio o cucirà (abbia il sistema di arresto sanguinante ulteriore), ma con tutte le piccole lesioni che affrontiamo nel corso di vita ordinaria - i graffi, le iniezioni, i morsi, le ammaccature - questo sistema le maniglie.

Possiamo riprodurci gli elementi di questo sistema sono adesso: nei 5 anni scorsi, siamo diventati molto migliori lo capiscono. Sappiamo quali piastrine di proteine sono attaccate all'un l'altro per quello che si attaccano a recettori di collagen, che nella composizione di lipids accelerano reazioni di coagulazione di piastrina sulla loro superficie. Adesso può essere un bene imitativo, perché eseguire la maggior parte di queste funzioni non hanno bisogno di avere una gabbia piena - può prendere una capsula liposome o l'albumina (di solito nanocapsules le dimensioni di centinaia di nanometers) e incollarlo nelle proteine desiderabili.

Ma alcune cose può fare piastrine, quindi non possiamo fare. Per esempio, le piastrine sono nella loro crescita granulare di almeno sette fattori sono il danno di rigenerazione fidanzato. Inoltre, le piastrine sono capaci di esser attivate, cambiare al nuovo regime e come risultato meglio che attaccarsi all'un l'altro - è difficile da attuare con l'aiuto di liposomes tali proprietà di queste piastrine.

Comunque, adesso (in effetti, più di 10 anni fa) ci furono prime versioni delle piastrine artificiali, che riproducono la parte di funzione di piastrina, e in primo luogo, sono parecchi recettori che gli permettono di esser protetti per le poche piastrine, che rimasero in uomo. Su una quantità in modo imparziale grande di materiale in animali e nelle prime fasi di prove cliniche, tali piastrine artificiali con successo smettono di sanguinare di ferite. Comunque, per effettuare tali procedure, quando il corpo non rimane la proprietà di piastrine in generale, non fa, ma avviene raramente.

La necessità di sangue e sangue artificiale

La mancanza di piastrine in esseri umani succede per parecchie ragioni, che possono esser divise in due categorie. La prima categoria - una malattia cronica, quando una persona non lavorano le loro piastrine. Per esempio, una mutazione è successa e c'è alcuna proteina o un problema con la produzione di piastrine e sviluppa alcuna variante di anemia o gli anticorpi sviluppati e ha cominciato a uccidere le loro piastrine umane. In tali casi, a piastrine transfuse a lungo andare spesso contraindicated, perché una tale gente deve esser trattata immancabilmente e viva con piastrine di sconosciuti costantemente è impossibile: ogni trasfusione - è un rischio d'infezione, una risposta immune acuta o una produzione di anticorpi. Questi rischi non sono molto grandi, ma prima o poi la paura può esser giustificata quando le trasfusioni frequenti. In casi severi, questi pazienti ancora fanno solo una trasfusione di piastrine e cella completamente artificiale, dove i rischi d'infezione e alcuni altri possono esser ridotti fino a zero, possiamo aiutare questa gente a muoversi alcune operazioni ad almeno il dente potevano uscirsi senza il rischio di morte.

Per curare l'anemia di solito usano – Cyanocobalamin, le iniezioni di Dexamethasone.

La seconda carenza di scenario di piastrine - questo situazioni acute: il trauma, il volume di chirurgia, il trapianto di midollo osseo, la chemioterapia, la nascita prematura e una goccia improvvisa nel numero di piastrine a causa del sanguinamento che comincia in mucoso o minaccia il sanguinamento intracranico. Questa gente certamente ha bisogno a piastrine transfuse, ma per il fatto che queste celle sono molto capricciose, sono venute in tempo, e quasi non tolleri il gelo in tutti gli ospedali dove ci sono le loro stazioni grandi di trasfusione del sangue, la piastrina sempre hanno problemi.

Celle di sangue di donatore e soluzioni per trasfusione

Qualsiasi cella di sangue può esser ottenuta da un donatore, teoricamente - in qualsiasi quantità. Ma le celle di donatore là sono parecchi problemi fondamentali e il primo - sono i rischi d'infezione e risposte immuni, che in linea di principio non possono esser prevenute per tipi certi di celle, come piastrine, perché siamo adesso capaci di determinare l'infectivity di sangue con affidabilità assoluta. Questo non è determinato da quelle concentrazioni di virus all'atto di cui diventano infettivi. Per altra quarantena possibile di celle quando le celle sono permesse a cryopreserve e affrontano solo alcuni mesi, facendo la stessa rianalisi di donatore per chiedere se non iniziano a prendere la malattia. Ci sono strade per virus inactivate in prodotti di sangue, ma tutti i virus possibili, prions o altri agenti patogeni controllano o distruggono impossibile per qualsiasi tipo di cella. Inoltre, là l'imprevedibilità le risposte immuni, che potevano essere pericolose, specialmente per la gente con problema di salute.

Il secondo problema di celle di donatore è quello che sono male immagazzinati, e le piastrine a questo riguardo sono le più cattive. In alcuni casi, come globuli bianchi, ci sono altre difficoltà: i globuli bianchi di qualcun altro di transfuse, in linea di principio, abbastanza rischioso, perché sono le celle di sistema immunitario che sono tirate fuori in tono rauco per uccidere qualcun altro e aiutarla. Ci sono leykokontsentraty speciale e metodi per determinare la compatibilità per minimizzare i rischi, ma è abbastanza difficile. Dunque, adesso le celle di sangue hanno osservato la distribuzione seguente: in primo luogo, il sangue che nessuno mai versa - semplicemente perché è molto pericoloso e, il più significativamente, mai necessità. Qualche volta il dottore viene a una tale disperazione per salvare le vite della gente durante l'assenza completa di prodotti di sangue, ma generalmente questa pratica è completamente proibita. Il più spesso, la gente soltanto ha versato soluzioni speciali di compensare del volume di sangue (la salina o altro), perché è la prima cosa alla perdita di sangue, o il cuore non può fare fronte. In secondo luogo con sangue più severo la perdita succede, o le esigenze di trasfusione del plasma congelate fresche, per risolvere problemi con coagulazione. Nel terzo posto, se una persona non ha sufficiente emoglobina, le celle di sangue rosse possono essere transfused. Abbastanza stranamente, è necessario non così spesso: il nostro sangue è progettato per il trasporto di ossigeno alla provvista enorme, dieci volte più che una persona ha bisogno, tranquillamente trovandosi nel reparto di terapia intensiva. Finalmente, in situazioni certe, trasfusioni di piastrina umane, per esempio, quando è dopo un trapianto di midollo osseo, all'inizio non lavora hematopoiesis. In generale, ogni serie di celle è versata secondo circostanze diverse, in condizioni diverse, e ciascuno ha la sua serie di problemi.

Celle di sangue artificiali

Due del punto più problematico - questo piastrine e globuli bianchi. Nella produzione di piastrine artificiali adesso c'è competizione tra le due incarnazioni descritte sopra. Qualsiasi comando che fa già piastrine da cellule staminali. Il vantaggio di questa opzione è quello che può prendere cellule staminali o perfino riprogrammare altre celle nel destinatario voluto, e per lui per fare le piastrine «native». Il problema è il costo e la prestazione: Adesso questa prestazione di metodo tende a zero, e il costo è abbastanza esorbitante. Inoltre, ci sono dubbi seri se queste piastrine sono vere: le celle sono ottenute, simili alle piastrine, ma in vitro è molto difficile da riprodurre il processo intero di maturazione della piastrina. Ci sono lavori che mostrano che queste celle per alcuni articoli non coincidono con piastrine normali, quindi si scopre che, da un lato, la produzione a lungo termine di piastrine artificiali da cellule staminali è una strada molto attraente, che può dare piastrine perfettamente compatibili e complete, ma d'altra parte, questa strada è molto, molto lontano, sebbene fondamentalmente lavori.

Oltre alla coltivazione di piastrine da cellule staminali hanno le opzioni di fabbricare piastrine completamente artificiali. Di solito questo le microsfere lipid o la proteina nanocapsules, che hanno una serie di proteine che provvedono funzioni simili alla piastrina. Tali oggetti possono formare insiemi con piastrine e sovrapporre la ferita. I prototipi di tali piastrine artificiali sono stati intorno durante circa 15 anni, alcuni di loro arrivano al secondo stadio di prove cliniche, ma non hanno ancora trasformato la loro strada in pratica clinica. Comunque, la tecnologia nel prossimo futuro può dare un prodotto molto reale; adesso c'è una competizione tra parecchie società principali, creando versioni diverse di piastrine. Molto probabilmente, in ogni caso perderà qualcosa le piastrine reali, come lui quasi certamente perdendo alcune caratteristiche piene di celle che sono attivamente coinvolte nella rigenerazione e l'immunità. Ma può fermare il sanguinamento, e questo è importante. Sarà molto conveniente per cosa di uso - qualcosa come la polvere nella banca che può stare su un ripiano, e in caso di necessità, diluita con acqua ed eccedenza, per esempio, in spedizioni, nel campo militare, con catastrofi globali controllano la compatibilità senza la necessità o hanno le attrezzature sofisticate comode.

Forse piastrine - il più interessante, il popolare e un oggetto reale in termini della creazione di celle di sangue artificiali in ogni senso. Il più cattivo di tutti è il caso con leucociti. L'immunità - è un sistema complesso, che siamo ancora non capaci di istituire da graffio. La creazione di una cosa analoga completamente sintetica di leucociti, come discusso sopra per piastrine e celle di sangue rosse, mentre sembra la fantascienza - o piuttosto, le cose analoghe, perché molti tipi di globuli bianchi, ciascuna di queste caratteristiche avanzate. la produzione di leucocito di cellule staminali sembra un un po' più realistica, e il lavoro in questa direzione vanno. neutrophils completi hanno imparato a rifare 10 anni fa. Ma ci sono molti ostacoli: deve essere capace di produrre abbastanza di ogni tipo, e poi insegnare che queste celle non attaccano l'ospite. Teoricamente, questi problemi possono esser risolti, ma la difficoltà qui è più seria che piastrine. Attualmente, una mancanza di globuli bianchi provano a trattare farmaci che stimolano il loro sviluppo. A breve i casi, può andare per usare rischi di leykokontsentratov, e in casi severi d'immunodeficienza (o quando il problema non è solo con il numero di celle, ma anche alla presenza di difetti) devono andare a un trapianto di midollo osseo.

può esser fatto per sostituire le celle di sangue rosse - e la gente è impegnata in esso - una varietà di opzioni per corrieri di ossigeno artificiali, ma è in alcuni modi la sfida meno interessante, perché ci sono celle di donatore, là perftoran e i suoi analoghi. Perftoran, spesso chiamato «la sangue blu» - un corriere di ossigeno ben noto progettato in Russia. Inoltre, le celle di sangue rosse portano gran cryopreservation, che non solo Le permette di creare grandi riserve di celle di sangue e trasportarli da qualche parte, ma anche significa che una persona può prendere le celle di sangue rosse, e sei mesi più tardi chiedere su, se manifestato in questo AIDS umano, il HIV. Questa quarantena di minimizzare il rischio di malattia. Se parliamo del plasma sanguigno, è sostituito da plasma naturale, con la sua varietà di funzioni possibili, sebbene adesso siano soluzioni artificiali per trasfusione con la correzione delle funzioni individuali.