Sang artificiel

Biophysicist Dr Doping parle des problèmes de sang, en grandissant et en programmant de nouvelles cellules de la tige et des prototypes des plaquettes synthétiques.

Actuellement, il y a deux options pour la production de cellules de sang artificielles - les globules rouges sont cultivés les fonctions de cellule de sang d'objets in vitro, ou complètement artificielles.

Milieu intérieur

Les premiers organismes sur la Terre étaient le 45-tours-celled. Aussitôt que n'importe qui multicellulaire, ils avaient un problème de transport, parce qu'il est nécessaire de livrer des aliments à chaque cellule. Quelques organismes ont résolu ce problème comme une éponge en pompant de grands volumes d'eau par lui-même pour que chaque cellule soit en contact avec l'environnement externe. D'autre, en essayant apparemment d'être aussi plat dans le même but. Mais pour recevoir un vrai multicellulaire (ou les multitissus), est venu seulement l'option la plus efficace - le moyen d'expression intérieur liquide qui portent des aliments et emporte des ordures. Cependant, aussitôt que les premiers organismes qui ont eu un tel environnement intérieur, ils étaient des mécanismes immédiatement nécessaires pour protéger ce fait de fuir liquide de valeur d'elle et le fait d'envahir des étrangers dans les blessures.

Initialement retenu dans la protection de la même cellule, que l'on appelle souvent amebocyte. Les différents invertébrés vivant maintenant, on appelle ces cellules différemment selon leur structure et type de l'environnement intérieur (ou le moyen d'expression). En ce qui concerne tous ceux qui ont hemolymph, utilisent le mot "Hemocit" et les gamins marins, par exemple, émettent coelomocytes, mais nom plus ou moins universel - amoebocyte. En fait, il y a même amoebocytes des éponges et ensuite il y a une analogie complète avec la société humaine : aussitôt que la compagnie de toute structure complexe, aussitôt qu'il y a une division entre ceux qui travaillent et ceux qui protègent et restituent l'ordre. Nous avons aussi une éponge et des cellules fixées et amoebocytes mobile.

Aussitôt qu'un environnement intérieur véritable, amoebocytes cela devient extrêmement important. Ils nagent dans cet environnement et régénération retenue par l'analogie avec nos cellules souches ou la chasse pour les microbes, comme nos leucocytes. Et quand il y a le dommage, ils naviguent sous son propre pouvoir du site de blessure et le branchent, presque comme nos plaquettes. Mais l'oxygène ils ne s'étendent pas : dans le pigment d'invertébrés pour le transport est dissous dans le hemolymph, ou comme les insectes, l'oxygène est utilisé pour livrer la trachée. Ainsi amoebocytes peut avoir généralement des types différents et exécuter de différentes tâches selon la maturité, mais des différences énergiques entre eux.

Dans les vertébrés, la situation est plus compliquée, parce qu'ils ont un trop haut débit et une pression et les cellules protectrices peuvent ne pas naviguer au site de blessure. En plus, le besoin vertébré plus d'oxygène, qui signifie que dissolvent simplement le transporteur d'oxygène dans le sang n'est pas obtenu. Ce serait trop et le sang est trop épais, donc il doit être emballé dans quelques "sacs". le système immunitaire, aussi, est devenu beaucoup plus puissant et par conséquent nous avons, les vertébrés, surtout les mammifères, le développement amebocyte est arrivé à quelques branches extrêmement différentes. Ce sang cellules : erythrocytes, plaquettes et leucocytes. Bien que le fait d'être autre moderne, ils soient toujours un prédécesseur, parce qu'à l'origine c'était un et la même cellule.

Toutes les trois cellules se spécialisent en certaines tâches : les leucocytes ont impliqué dans l'immunité, les globules rouges portent de l'oxygène et les plaquettes couvrent leurs corps la blessure. Maintenant le mode de recouvrir la blessure partiellement a changé radicalement comme les plaquettes à notre vitesse de flux sanguin ne peuvent plus pour naviguer. Sur les plaquettes ont des récepteurs - les molécules spéciales cela, quand les plaquettes sont portées par le courant sanguin, en se cramponnant au site de blessure. Ils font partie de collagen sur le site de dommage, collé là et les plaquettes suivantes se cramponnent aux déjà collés. Il commence à former la prise de courant de plaquette totale qui couvre la blessure. Naturellement, une grande blessure dans le tube d'artère lui-même ne passe pas outre et la blessure aura besoin de bander ou coudre (ayez le système d'arrêt saignant de plus), mais avec toutes les petites blessures auxquelles nous faisons face au cours de vie ordinaire - les égratignures, les injections, les morceaux, les contusions - ce système les poignées.

Nous pouvons nous reproduire les éléments de ce système sont maintenant : dans les 5 ans derniers, nous sommes devenus beaucoup mieux le comprennent. Nous savons quelles plaquettes de protéines sont attachées l'un à l'autre pour ce qu'ils se cramponnent aux récepteurs de collagen, qui dans la composition de lipids accélèrent la plaquette coagulant des réactions sur leur surface. Maintenant cela peut être un bien imitateur, parce qu'exécuter la plupart de ces fonctions n'ont pas besoin d'avoir de pleine cage - vous pouvez prendre une capsule liposome ou l'albumine (d'habitude nanocapsules la grandeur des centaines de nanometers) et le coller dans les protéines désirées.

Mais quelques choses vous pouvez faire des plaquettes, donc nous ne pouvons pas faire. Par exemple, les plaquettes sont dans leur croissance granuleuse d'au moins sept facteurs sont le dommage de régénération retenu. En plus, les plaquettes sont capables d'être activées, échanger au nouveau régime et par conséquent mieux que cramponner l'un à l'autre - est difficile à exécuter avec l'aide de liposomes de telles propriétés de ces plaquettes.

Cependant, maintenant (en fait, il y a plus de 10 ans) il y avait les premières versions des plaquettes artificielles, qui reproduisent la partie de fonction de plaquette et en premier lieu, ils sont plusieurs récepteurs qui leur permettent d'être protégés pour peu de plaquettes, qui sont restées dans l'homme. Sur une assez grande quantité de matière dans les animaux et dans les premiers stades d'essais cliniques, de telles plaquettes artificielles arrêtent avec succès de saigner des blessures. Cependant, pour réaliser de telles procédures, quand le corps ne reste pas la propriété de plaquettes en général, il ne fait pas, mais cela arrive rarement.

Le besoin pour le sang et le sang artificiel

Le manque de plaquettes dans les humains se produit pour plusieurs raisons, qui peuvent être divisées en deux catégories. La première catégorie - une maladie chronique, quand une personne ne travaillent pas leurs propres plaquettes. Par exemple, une mutation s'est produite et il y a une protéine ou un problème avec la production de plaquettes et développe une variante d'anémie ou les anticorps développés et a commencé à tuer leurs propres plaquettes humaines. Dans de tels cas, pour transfuser des plaquettes contre-indiquait à long terme souvent, parce que l'on devrait traiter de tels gens systématiquement et vivant avec les plaquettes d'étrangers est impossible constamment : chaque transfusion sanguine - est un risque d'infection, une réponse immunisée aiguë ou une production d'anticorps. Ces risques ne sont pas très grands, mais tôt ou tard la peur peut être justifiée quand les transfusions sanguines fréquentes. Dans les cas graves, ces patients font toujours seulement une transfusion sanguine de plaquettes et de cellule complètement artificielle, où les risques d'infection et quelques autres peuvent être réduits au zéro, nous pouvons aider ces gens à bouger quelques opérations à au moins la dent pourraient se retirer sans le risque de mort.

Pour traiter l'anémie utilisent d'habitude – Cyanocobalamin, les injections de Dexamethasone.

Le deuxième manque de scénario de plaquettes - cela situations aiguës : le trauma, le volume de chirurgie, la transplantation de moelle osseuse, la chimiothérapie, la naissance prématurée et une goutte soudaine dans le nombre de plaquettes en raison du saignement qui commence dans le muqueux ou menace le saignement intracrânien. Ces gens ont besoin de transfuser sans aucun doute des plaquettes, mais en raison du fait que ces cellules sont très capricieuses, est venu à temps et ne tolérez pas presque le gel à tous les hôpitaux où il y a leurs grandes stations de transfusion sanguine, la plaquette ont toujours des problèmes.

Cellules de sang de donateur et solutions pour la transfusion sanguine

Toutes cellules de sang peuvent être obtenues d'un donateur, théoriquement - en toute quantité. Mais les cellules de donateur sont là plusieurs problèmes fondamentaux et le premier - ce sont les risques d'infection et de réponses immunisées, qui ne peuvent pas être prévenues en principe pour de certains types de cellules, tels que les plaquettes, parce que nous sommes capables maintenant de déterminer l'infectivity de sang avec l'intégrité absolue. Ce n'est pas déterminé par ces concentrations virulentes lors dont ils deviennent contagieux. Pour d'autre quarantaine possible de cellules quand les cellules sont permises à cryopreserve et distribuent seulement quelques mois, en faisant la même réanalyse de donateur pour vérifier si pas commencent à développer la maladie. Il y a des façons d'inactiver des virus dans les produits sanguins, mais tous les virus possibles, prions ou d'autres agents pathogènes vérifient ou détruisent impossible pour tout type de cellule. En plus, là l'imprévisibilité les réponses immunisées, qui pourraient être dangereuses, surtout pour les gens avec le problème de santé.

Le deuxième problème de cellules de donateur consiste en ce qu'ils sont pauvrement conservés et les plaquettes sont à cet égard le pire. Dans certains cas, tels que les leucocytes, il y a d'autres difficultés : transfusez de quelqu'un d'autre les leucocytes, en principe, tout à fait risqué, parce que ce sont les cellules de système immunitaire qui sont écrasées pour tuer quelqu'un d'autre et l'aider. Il y a leykokontsentraty spécial et méthodes pour déterminer la compatibilité pour minimiser les risques, mais c'est tout à fait difficile. Ainsi, maintenant les cellules de sang ont observé la distribution suivante : premièrement, le sang que personne ne verse jamais - simplement parce que c'est très dangereux et, de la manière la plus importante, jamais besoin. Quelquefois le docteur vient à un tel désespoir pour sauver les vies des gens pendant l'absence complète de produits sanguins, mais généralement cette pratique est complètement interdite. Le plus souvent, les gens ont versé juste des solutions spéciales de compenser pour le volume de sang (le sérum physiologique ou d'autre), parce que c'est la première chose à la perte de sang, ou le cœur ne peut pas faire face. En second lieu avec le sang plus sévère la perte se produit, ou les besoins de transfusion sanguine de plasma congelés frais, pour résoudre des problèmes avec la coagulation. Dans le troisième endroit, si une personne n'a pas assez d'hémoglobine, les globules rouges peuvent être transfusés. Assez bizarrement, c'est nécessaire pas si souvent : notre sang est conçu au transport d'oxygène à l'énorme stock, dix fois plus qu'une personne a besoin, en mentant doucement dans le service de soins intensifs. Finalement, dans de certaines situations, des transfusions sanguines de plaquette humaines, par exemple, quand il est après un transplant de moelle osseuse, il ne travaille pas au début hematopoiesis. En général, chaque ensemble des cellules est versé dans de différentes circonstances, dans de différentes conditions et chacun a son propre ensemble des problèmes.

Cellules de sang artificielles

Deux du point le plus problématique - cela plaquettes et leucocytes. Dans la production de plaquettes artificielles maintenant il y a la compétition entre les deux incarnations décrites au-dessus. Toutes commandes qui font déjà des plaquettes des cellules souches. L'avantage de cette option consiste en ce que vous pouvez prendre des cellules souches ou reprogrammer même d'autres cellules dans le destinataire projeté et pour lui pour faire les plaquettes "natales". Le problème est le prix et la performance : Maintenant cette performance de méthode s'occupe du zéro et le prix est tout à fait exorbitant. En plus, il y a des doutes sérieux si ces plaquettes sont vraies : les cellules sont obtenues, semblables aux plaquettes, mais est très difficile in vitro à reproduire le processus entier de maturation de la plaquette. Il y a des travaux qui montrent que ces cellules pour quelques articles ne coïncident pas avec les plaquettes normales, donc il se trouve que, d'une part, la production à long terme de plaquettes artificielles des cellules souches est une voie très attrayante, qui peut donner des plaquettes tout à fait compatibles et complètes, mais d'autre part, cette voie est très, très loin, bien que travaillent fondamentalement.

En plus de la culture de plaquettes des cellules souches ont les options de fabriquer des plaquettes complètement artificielles. D'habitude cela les microsphères lipid ou la protéine nanocapsules, qui ont un ensemble de protéines qui fournissent des fonctions semblables à la plaquette. De tels objets peuvent former des ensembles avec les plaquettes et recouvrir la blessure partiellement. Les prototypes de telles plaquettes artificielles ont été autour de depuis environ 15 ans, certains d'entre eux atteignent le deuxième stade d'essais cliniques, mais n'ont pas encore avancé dans la pratique clinique. Cependant, la technologie dans le proche avenir peut donner un produit très réel ; maintenant il y a une compétition entre un certain nombre de principales compagnies, en créant de différentes versions de plaquettes. Probablement, en tout cas il perdra quelque chose les plaquettes réelles, comme lui manquant presque certainement quelques traits pleins de cellules qui sont activement impliquées dans la régénération et l'immunité. Mais il peut arrêter le saignement et c'est important. Cela très conviendra à la chose d'utilisation - quelque chose comme la poudre dans la banque qui peut se tenir debout sur une étagère et si nécessaire, diluée avec l'eau et le débordement, par exemple, sur les expéditions, dans le champ militaire, avec les catastrophes globales vérifient la compatibilité sans le besoin ou ont l'équipement sophistiqué commode.

Peut-être plaquettes - le plus intéressant, le populaire et un objet réel du point de vue de la création de cellules de sang artificielles dans chaque sens. Le pire de tous est le cas avec les leucocytes. L'immunité - est un système complexe, que nous ne sommes pas encore capables d'établir de l'égratignure. La création d'un analogue complètement synthétique de leucocytes, comme discuté au-dessus pour les plaquettes et les globules rouges, pendant que cela semble la science-fiction - ou plutôt les analogues, parce que beaucoup de types de leucocytes, chacun de ces traits avancés. la production de leucocyte de cellules souches semble un peu plus réaliste et le travail dans cette direction vont. neutrophils complets ont appris à refaire il y a 10 ans. Mais il y a beaucoup d'obstacles : il faut être capable de produire assez de chaque type et ensuite enseigner que ces cellules n'attaquent pas l'hôte. Théoriquement, ces problèmes peuvent être résolus, mais la difficulté est plus sérieuse ici que les plaquettes. Actuellement, un manque de leucocytes essaient de traiter des médicaments qui stimulent leur développement. À court terme les cas, vous pouvez aller utiliser des risques de leykokontsentratov et dans les cas graves d'immunodéficience (ou quand le problème n'est pas seulement avec le nombre de cellules, mais aussi à la présence de défauts) doivent aller à un transplant de moelle osseuse.

peut être fait pour remplacer les globules rouges - et les gens y sont retenus - une variété d'options pour les transporteurs d'oxygène artificiels, mais c'est sous certains aspects le défi le moins intéressant, parce qu'il y a des cellules de donateur, là perftoran et ses analogues. Perftoran, souvent appelé "l'aristocrate" - un transporteur d'oxygène célèbre étant conçu en Russie. En plus, les globules rouges portent grand cryopreservation, qui pas vous permet seulement de créer de grandes réserves de cellules de sang et les transporter n'importe où, mais signifie aussi qu'une personne peut prendre les globules rouges et six mois plus tard vérifier, si manifesté dans ce SIDA humain, le VIH. Cette quarantaine de minimiser le risque de maladie. Si nous parlons du plasma sanguin, il est remplacé par le plasma naturel, avec sa variété de fonctions possibles, bien que soient maintenant des solutions artificielles pour la transfusion sanguine avec la correction des fonctions individuelles.