Prelom vo výskume krvi: Umelá krv by sa mohla čoskoro stať realitou!

Prelom vo výskume krvi: Umelá krv by sa mohla čoskoro stať realitou!

Umelá produkcia krvi je dlhodobým cieľom lekárskeho výskumu. V Nemecku je denne potrebných okolo 15 000 krvných jednotiek, ktoré zvyčajne pochádzajú od dobrovoľných darcov. V dôsledku demografických zmien však počet darcov krvi klesá, čím sa zvyšuje tlak na transfúziu. Výskumníci z University of Konstanz a Queen Mary University of London teraz urobili významný pokrok, ktorý má potenciál zmierniť nedostatok darcovskej krvi.

Doktorka Julia Gutjahr, biologička z Inštitútu bunkovej biológie a imunológie Thurgau na Univerzite v Kostnici, vedie výskum na túto tému od roku 2023. So svojím tímom dekódovala zásadný medzikrok v produkcii krvi: chemokín CXCL12 a jeho receptor CXCR4. Tieto molekuly sú rozhodujúce pre vypudzovanie jadra pri vývoji červených krviniek, čo je proces, ktorý je rozhodujúci pre adaptáciu erytroblastov.

Úloha CXCL12

Prirodzená produkcia krvi prebieha v kostnej dreni, kde sa kmeňové bunky vyvinú na erytroblasty. Tie zase vysunú svoje bunkové jadro, aby uvoľnili miesto pre hemoglobín, ktorý je potrebný na transport kyslíka. Pridanie CXCL12 v správnom čase môže umelo spustiť túto jadrovú ejekciu. Vedci dokázali, že CXCL12 pôsobí nielen na povrchu buniek, ale je tiež transportovaný do jadra erytroblastov, aby urýchlil ich dozrievanie.

Najúčinnejší spôsob výroby umelej krvi je v súčasnosti prostredníctvom kmeňových buniek, pričom úspešnosť produkcie bunkového jadra je okolo 80 %. Kmeňové bunky sú však dostupné v obmedzenom množstve a zvyčajne pochádzajú z darcovstva pupočníkovej krvi alebo kmeňových buniek. Hoci telesné bunky sa dajú preprogramovať aj na kmeňové bunky, úspešnosť je len okolo 40 %.

Objav funkcie CXCL12 by mohol v budúcnosti výrazne zvýšiť efektivitu tvorby krvi. Dr. Gutjahr skúma, ako môže priemysel využiť tieto poznatky, aby sa produkcia ľudských erytrocytov stala efektívnejšou a dostupnejšou. Úspešná výroba vo väčších množstvách by mohla nielen preklenúť úzke miesta v darovaní krvi, ale umožniť aj cielenú produkciu vzácnych krvných skupín a personalizovanú liečbu.

Historický kontext a súčasné výzvy

V minulosti existovali rôzne prístupy k umelej výrobe krvi. V 60. rokoch sa uskutočnili prvé pokusy nahradiť transport kyslíka perfluorokarbónmi (PFC), ale tieto sa ukázali ako nepraktické. Problematické sa ukázalo aj použitie voľného hemoglobínu, pretože pri injekčnom podaní mimo červených krviniek je toxický.

Súčasný výskum sa okrem iného zameriava na stabilizáciu a netoxické balenie hemoglobínu ako aj na kultiváciu červených krviniek z kmeňových buniek. Odborníci ako Prof. Dr. med. Torsten Tonn a Dr. Romy Kronstein-Wiedemann v Drážďanoch pracujú na kultivácii ľudských erytrocytov s cieľom zlepšiť štruktúru lekárskej starostlivosti.

Pôvodná publikácia výsledkov výskumu je uverejnená v „Science Signaling“. Pokroky v produkcii umelej krvi by mohli spôsobiť nielen revolúciu v lekárskej starostlivosti, ale aj otvoriť dôležité perspektívy pre bunkovú biológiu. O vývoji sa bude informovať uni-konstanz.de hlásené komplexným spôsobom, zatiaľ čo lab-news.de poskytuje ďalšie informácie. Viac o všeobecných výzvach v oblasti darcovstva krvi nájdete tu darcovstvo krvi.de nájsť.