Průlom ve výzkumu krve: Umělá krev by se mohla brzy stát realitou!

Průlom ve výzkumu krve: Umělá krev by se mohla brzy stát realitou!

Umělá produkce krve je dlouhodobým cílem lékařského výzkumu. V Německu je každý den potřeba kolem 15 000 krevních jednotek, které obvykle pocházejí od dobrovolných dárců. Vlivem demografických změn však ubývá dárců krve a zvyšuje se tlak na transfuzní lékařství. Vědci z University of Konstanz a Queen Mary University of London nyní učinili významný pokrok, který má potenciál zmírnit nedostatek dárcovské krve.

Dr. Julia Gutjahr, bioložka z Institutu buněčné biologie a imunologie Thurgau na Univerzitě v Kostnici, vede výzkum na toto téma od roku 2023. Se svým týmem dekódovala zásadní mezikrok v produkci krve: chemokin CXCL12 a jeho receptor CXCR4. Tyto molekuly jsou klíčové pro vypuzení jádra při vývoji červených krvinek, což je proces, který je zásadní pro adaptaci erytroblastů.

Role CXCL12

Přirozená produkce krve probíhá v kostní dřeni, kde se kmenové buňky vyvíjejí v erytroblasty. Ty zase vysunou své buněčné jádro, aby vytvořily místo pro hemoglobin, který je nezbytný pro transport kyslíku. Přidání CXCL12 ve správný čas může uměle spustit tuto jadernou ejekci. Vědci prokázali, že CXCL12 působí nejen na buněčný povrch, ale je také transportován do jádra erytroblastů, aby urychlil jejich zrání.

Nejúčinnějším způsobem výroby umělé krve jsou v současnosti kmenové buňky, přičemž úspěšnost produkce buněčného jádra je kolem 80 %. Kmenové buňky jsou však dostupné v omezeném množství a obvykle pocházejí z pupečníkové krve nebo dárcovství kmenových buněk. Tělesné buňky lze sice také přeprogramovat na buňky kmenové, ale úspěšnost se pohybuje jen kolem 40 %.

Objev funkce CXCL12 by mohl v budoucnu výrazně zvýšit efektivitu produkce krve. Dr. Gutjahr zkoumá, jak může průmysl těžit z těchto znalostí, aby byla produkce lidských erytrocytů efektivnější a dostupnější. Úspěšná výroba ve větším množství by mohla nejen překlenout úzká místa v dárcovství krve, ale také umožnit cílenou produkci vzácných krevních skupin a personalizovanou léčbu.

Historický kontext a současné výzvy

V minulosti existovaly různé přístupy k produkci umělé krve. V 60. letech 20. století byly provedeny první pokusy nahradit transport kyslíku perfluorovanými uhlovodíky (PFC), ty se však ukázaly jako nepraktické. Použití volného hemoglobinu se také ukázalo jako problematické, protože je toxický, když je injikován mimo červené krvinky.

Současný výzkum se mimo jiné zaměřuje na stabilizaci a netoxické balení hemoglobinu a také na kultivaci červených krvinek z kmenových buněk. Odborníci jako Prof. Dr. med. Torsten Tonn a Dr. Romy Kronstein-Wiedemann v Drážďanech pracují na kultivaci lidských erytrocytů s cílem zlepšit strukturu lékařské péče.

Původní publikace výsledků výzkumu je publikována v „Science Signaling“. Pokroky v produkci umělé krve by mohly nejen způsobit revoluci v lékařské péči, ale také otevřít důležité perspektivy pro buněčnou biologii. O vývoji budeme informovat uni-konstanz.de hlášeny komplexním způsobem lab-news.de poskytuje další informace. Více o obecných výzvách v oblasti dárcovství krve naleznete zde darování krve.de najít.