Przełom w badaniach nad krwią: sztuczna krew może wkrótce stać się rzeczywistością!

Przełom w badaniach nad krwią: sztuczna krew może wkrótce stać się rzeczywistością!

Sztuczna produkcja krwi jest od dawna celem badań medycznych. W Niemczech codziennie potrzeba około 15 000 jednostek krwi, która zwykle pochodzi od dobrowolnych dawców. Jednak ze względu na zmiany demograficzne liczba dawców krwi maleje, co zwiększa presję na medycynę transfuzjologiczną. Naukowcy z Uniwersytetu w Konstancji i Uniwersytetu Queen Mary w Londynie poczynili obecnie znaczące postępy, które mogą potencjalnie złagodzić niedobory krwi dawców.

Doktor Julia Gutjahr, biolog w Instytucie Biologii Komórkowej i Immunologii Thurgau na Uniwersytecie w Konstancji, prowadzi badania na ten temat od 2023 roku. Ona i jej zespół rozszyfrowali kluczowy etap pośredni w produkcji krwi: chemokinę CXCL12 i jej receptor CXCR4. Cząsteczki te odgrywają kluczową rolę w wydalaniu jądra w procesie rozwoju czerwonych krwinek, a jest to proces kluczowy dla adaptacji erytroblastów.

Rola CXCL12

Naturalna produkcja krwi zachodzi w szpiku kostnym, gdzie komórki macierzyste przekształcają się w erytroblasty. Te z kolei wyrzucają jądro komórkowe, aby zrobić miejsce dla hemoglobiny, która jest niezbędna do transportu tlenu. Dodanie CXCL12 we właściwym czasie może sztucznie wywołać ten wyrzut jądrowy. Naukowcy wykazali, że CXCL12 nie tylko działa na powierzchnię komórki, ale jest również transportowany do jądra erytroblastów, przyspieszając ich dojrzewanie.

Najskuteczniejszą metodą wytwarzania sztucznej krwi są obecnie komórki macierzyste, a skuteczność wytwarzania jąder komórkowych wynosi około 80%. Komórki macierzyste są jednak dostępne w ograniczonych ilościach i zwykle pochodzą z krwi pępowinowej lub komórek macierzystych od dawców. Chociaż komórki ciała można również przeprogramować na komórki macierzyste, wskaźnik sukcesu wynosi tylko około 40%.

Odkrycie funkcji CXCL12 może w przyszłości znacznie zwiększyć efektywność produkcji krwi. Dr Gutjahr bada, w jaki sposób przemysł może skorzystać z tej wiedzy, aby zwiększyć wydajność i dostępność produkcji ludzkich erytrocytów. Udana produkcja w większych ilościach mogłaby nie tylko zlikwidować wąskie gardła w zakresie oddawania krwi, ale także umożliwić ukierunkowaną produkcję rzadkich grup krwi i spersonalizowane leczenie.

Kontekst historyczny i współczesne wyzwania

W przeszłości stosowano różne podejścia do produkcji sztucznej krwi. W latach sześćdziesiątych XX wieku podejmowano pierwsze próby zastąpienia transportu tlenu perfluorowęglowodorami (PFC), ale okazały się one niepraktyczne. Problematyczne okazało się także stosowanie wolnej hemoglobiny, gdyż jest ona toksyczna po wstrzyknięciu poza czerwone krwinki.

Aktualne badania koncentrują się między innymi na stabilizacji i nietoksycznym pakowaniu hemoglobiny oraz na hodowli czerwonych krwinek z komórek macierzystych. Eksperci tacy jak prof. dr. med. Torsten Tonn i dr Romy Kronstein-Wiedemann w Dreźnie pracują nad hodowlą ludzkich erytrocytów w celu ulepszenia struktury opieki medycznej.

Oryginalna publikacja wyników badań ukazała się w czasopiśmie „Science Signaling”. Postępy w produkcji sztucznej krwi mogą nie tylko zrewolucjonizować opiekę medyczną, ale także otworzyć ważne perspektywy dla biologii komórki. Rozwój sytuacji będzie raportowany uni-konstanz.de raportowane w sposób kompleksowy podczas lab-news.de dostarcza dalszych informacji. Więcej o ogólnych wyzwaniach w obszarze krwiodawstwa znajdziesz tutaj blooddonation.de znaleźć.