Doorbraak in bloedonderzoek: kunstbloed kan binnenkort werkelijkheid worden!

Doorbraak in bloedonderzoek: kunstbloed kan binnenkort werkelijkheid worden!

De kunstmatige productie van bloed is een al lang bestaand doel in medisch onderzoek. In Duitsland zijn dagelijks ongeveer 15.000 bloedeenheden nodig, meestal afkomstig van vrijwillige donoren. Als gevolg van demografische veranderingen neemt het aantal bloeddonoren echter af, waardoor de druk op de transfusiegeneeskunde toeneemt. Onderzoekers van de Universiteit van Konstanz en de Queen Mary Universiteit van Londen hebben nu aanzienlijke vooruitgang geboekt die het potentieel heeft om het tekort aan donorbloed te verlichten.

Dr. Julia Gutjahr, bioloog bij het Instituut voor Cellulaire Biologie en Immunologie Thurgau van de Universiteit van Konstanz, leidt sinds 2023 het onderzoek naar dit onderwerp. Zij en haar team hebben een cruciale tussenstap in de bloedproductie gedecodeerd: de chemokine CXCL12 en zijn receptor CXCR4. Deze moleculen zijn cruciaal voor de nucleaire uitdrijving bij de ontwikkeling van rode bloedcellen, een proces dat cruciaal is voor de aanpassing van erytroblasten.

De rol van CXCL12

De natuurlijke bloedproductie vindt plaats in het beenmerg, waar stamcellen zich ontwikkelen tot erytroblasten. Deze stoten op hun beurt hun celkern uit om ruimte te maken voor hemoglobine, wat nodig is voor het zuurstoftransport. Het op het juiste moment toevoegen van CXCL12 kan deze kernuitstoting kunstmatig teweegbrengen. De onderzoekers hebben aangetoond dat CXCL12 niet alleen op het celoppervlak inwerkt, maar ook naar de kern van erytroblasten wordt getransporteerd om hun rijping te versnellen.

De meest efficiënte manier om kunstbloed te produceren is momenteel via stamcellen, waarbij het succespercentage voor de productie van celkernen ongeveer 80% bedraagt. Stamcellen zijn echter in beperkte hoeveelheden beschikbaar en zijn meestal afkomstig van navelstrengbloed of stamceldonaties. Hoewel lichaamscellen ook kunnen worden geherprogrammeerd tot stamcellen, bedraagt ​​het succespercentage slechts ongeveer 40%.

De ontdekking van de functie van CXCL12 zou de efficiëntie van de bloedproductie in de toekomst aanzienlijk kunnen verhogen. Dr. Gutjahr onderzoekt hoe de industrie van deze kennis kan profiteren om de productie van menselijke erytrocyten efficiënter en toegankelijker te maken. Succesvolle productie in grotere hoeveelheden zou niet alleen knelpunten bij bloeddonaties kunnen overbruggen, maar ook de gerichte productie van zeldzame bloedgroepen en gepersonaliseerde behandelingen mogelijk maken.

Historische context en huidige uitdagingen

Er zijn in het verleden verschillende benaderingen van kunstmatige bloedproductie geweest. In de jaren zestig werden eerste pogingen ondernomen om het zuurstoftransport te vervangen door perfluorkoolwaterstoffen (PFK's), maar deze bleken onpraktisch. Ook het gebruik van vrije hemoglobine bleek problematisch omdat het giftig is als het buiten de rode bloedcellen wordt geïnjecteerd.

Het huidige onderzoek richt zich onder meer op de stabilisatie en niet-giftige verpakking van hemoglobine en op de kweek van rode bloedcellen uit stamcellen. Deskundigen zoals Prof. Dr. med. Torsten Tonn en dr. Romy Kronstein-Wiedemann in Dresden werken aan de kweek van menselijke erytrocyten om de medische zorgstructuur te verbeteren.

De originele publicatie van de onderzoeksresultaten is gepubliceerd in “Science Signaling”. Vooruitgang in de kunstmatige bloedproductie zou niet alleen een revolutie teweeg kunnen brengen in de medische zorg, maar ook belangrijke perspectieven kunnen openen voor de celbiologie. Over de ontwikkelingen zal worden gerapporteerd uni-konstanz.de op een alomvattende manier gerapporteerd lab-nieuws.de geeft verdere informatie. Meer over de algemene uitdagingen op het gebied van bloeddonatie vindt u hier bloeddonatie.de vinden.