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人工血

29 Dec 2016

生物物理学家兴奋剂医生说血的问题,成长和来自干细胞的新编程和原型合成血小板

人工血

目前,有两种选择用于生产人工血细胞 - 红细胞在体外生长,或完全人工对象血细胞功能。

Milieuintérieur

地球上的第一个生物是单细胞的。 一旦任何多细胞,他们有一个运输问题,因为有必要向每个细胞提供营养。 一些生物体通过自身泵送大量的水以使每个细胞与外部环境接触而将这个问题解决为海绵。 其他,显然试图为同样目的平坦。 但为了获得真正的多细胞(或多组织),只有最有效的选择 - 液体内部介质携带营养物质并带走废物。 然而,一旦具有这样的内部环境的第一生物,它们立即是保护这种有价值的流体从她泄漏和入侵伤口中的外星人的必要机制。

最初从事保护相同的细胞,这通常称为变形细胞。 现在生活的不同无脊椎动物,这些细胞根据其结构和内部环境(或介质)的类型而被不同地称呼。 关于所有那些有血淋巴的人,使用单词“Hemocit”和海胆,例如,发出coelomocytes,但或多或少的通用名称 - 变形细胞。 事实上,甚至有变形虫细胞海绵,然后有一个完整的类比与人类社会:一旦公司与任何复杂的结构,只要有工作的人和那些谁保护和恢复秩序之间的分裂。 我们还有一个海绵和固定的细胞,和移动的阿米波。

一旦一个完整的内部环境,变形虫细胞变得极为重要。 他们在这种环境中游泳,通过类比我们的干细胞进行再生,或寻找微生物,作为我们的白血细胞。 当有伤害时,他们在自己的力量下航行到受伤部位并插上它,几乎像我们的血小板。 但是它们不会传播的氧气:在无脊椎动物中,用于运输的颜料溶解在血淋巴中,或者像昆虫一样,氧气用于输送气管。 因此,变形细胞通常可以是不同类型并且根据成熟度执行不同的任务,但是它们之间的巨大差异。

在脊椎动物中,情况更复杂,因为它们具有太高的流速和压力,并且保护细胞本身可能没有航行到损伤部位。 此外,脊椎动物需要更多的氧,这意味着不能获得仅溶解血液中的氧载体。这太多了,血液太厚了,所以它必须包装在一些“袋子”。 免疫系统也变得更加强大,因此,我们有脊椎动物,特别是哺乳动物,发展变形细胞发生在几个高度不同的分支。 这种血细胞:红细胞,血小板和白细胞。 虽然现代的其他性,他们仍然是一个前辈,因为最初它是同一个细胞。

所有三个细胞专门从事某些任务:白血细胞参与免疫,红细胞携带氧,血小板覆盖他们的身体的损伤。 现在重叠的伤害的模式已经彻底改变,因为血小板以我们的血流速度不再能自行航行。 血小板具有受体 - 当血小板由血流携带时,紧贴损伤部位的特殊分子。 它们在损伤部位附着于胶原蛋白,粘附在那里,并且接下来的血小板粘附于那些已经粘附的部位。 它开始形成覆盖伤口的聚集血小板栓塞。 自然地,动脉管本身中的大伤口不会超越,并且伤口将需要绷带或缝合(具有进一步的出血停止系统),但是具有在正常生活过程中我们面对的所有小伤害 - 划痕,注射,咬伤,瘀伤 - 这个系统处理。

我们可以再现这个系统的元素现在:在过去5年中,我们已经变得更好理解它。 我们知道什么蛋白质血小板彼此附着,因为它们粘附在胶原的受体上,其在脂质组合物中加速其表面上的血小板凝固反应。 现在它可以是一个很好的模拟,因为执行大多数这些功能不需要有一个完整的笼 - 你可以采取脂质体胶囊或白蛋白(通常纳米胶囊大小几百纳米),并将其粘贴在所需的蛋白质。

但有些事情你可以做血小板,所以我们不能做。 例如,血小板在其颗粒生长中至少有七个因素是再生损伤。 此外,血小板能够被激活,切换到新的方案,并且结果比彼此更好地粘附 - 在脂质体的帮助下难以实现这些血小板的这种性质。

然而,现在(实际上,超过10年前)存在人工血小板的第一版本,其再现血小板功能的一部分,并且首先,它们是几种受体,其允许它们固定少数血小板,仍留在人。 在动物中相当大量的材料和临床试验的早期阶段,这种人工血小板成功地阻止了伤口出血。 然而,为了进行这样的程序,当身体不一般保持血小板的性质时,它不会,但很少发生。

需要血液和人工血液

人类缺乏血小板的原因有几个,可以分为两类。 第一类 - 慢性疾病,当一个人不工作自己的血小板。 例如,已经发生突变,并且存在一些蛋白质,或者血小板产生的问题,并且产生一些贫血变异体或者发达的抗体,并且开始杀死它们自己的人血小板。 在这种情况下,长期输注血小板往往是禁忌的,因为这些人应该被持续治疗,并与陌生人生活血小板不可能不可能:每次输血 - 是感染风险,急性免疫反应或抗体的产生。 这些风险不是很大,但迟早的恐惧可能是合理的,频繁的输血。 在严重的情况下,这些患者仍然只输入血小板和完全人工细胞,其中感染和其他一些的风险可以减少到零,我们可以帮助这些人移动一些操作,至少牙齿可以拔出死亡的风险。

治疗贫血平时用- 氰钴胺 ,地塞米松注射。

第二种情况是血小板短缺 - 这种急性情况:外伤,手术量,骨髓移植,化疗,早产,以及由于在粘液中开始的出血或威胁颅内出血,血小板数量突然下降。 这些人肯定需要输血血小板,但由于这些细胞是非常反复无常,只保留几天,几乎不容忍在所有医院,其中有大输血站,血小板霜总是有问题的霜。

供体血细胞和输血溶液

任何血细胞可以从供体获得,理论上 - 以任何量。 但是供体细胞有几个基本问题,第一是感染和免疫反应的风险,原则上不能防止某些类型的细胞,如血小板,因为我们现在能够确定感染性的血液具有绝对的可靠性。 这不是由它们变得感染的那些病毒浓度决定的。 对于其他可能的细胞检疫,当细胞被允许低温保存和处理只有几个月,使相同的供体重新分析,以检查是否开始发展疾病。 有方法可以灭活血液制品中的病毒,但所有可能的病毒,朊病毒或其他病原体检查或破坏不可能的任何细胞类型。 此外,有不可预测的免疫反应,这可能是危险的,特别是对于健康问题的人。

供体细胞的第二个问题是它们储存不良,并且血小板在这方面是最差的。 在某些情况下,如白细胞,还有其他困难:输血别人的白细胞,原则上是相当危险的,因为它是被打破了杀死别人和帮助她的免疫系统细胞。 有特殊的leykokontsentraty和方法来确定兼容性,以尽量减少风险,但它是相当困难的。 所以现在血细胞观察到以下分布:第一,血没有人曾经倾吐 - 只是因为它是非常危险的,最重要的是,从来没有需要。 有时医生来这样绝望,以便在完全没有血液制品的情况下挽救人们的生命,但通常这种做法是完全禁止的。 最常见的情况是,人们只是为了补偿血液(盐水或其他)的体积而特别注入了溶液,因为它是血液丢失的第一件事,或者心脏不能应付。 在第二位有更严重的失血发生,或者新鲜冷冻血浆输血的需要,以解决凝血问题。 第三,如果人没有足够的血红蛋白,则可以输血红细胞。 奇怪的是,它不是经常需要:我们的血液是为氧运输到巨大的股票,十倍于一个人的需要,安静地躺在重症监护病房。 最后,在某些情况下,人血小板输注,例如,当他在骨髓移植后,他首先不工作造血作用。 通常,每组细胞在不同的条件下在不同的条件下倒入,并且每个具有其自己的一组问题。

人工血细胞

两个最有问题的点 - 它血小板和白细胞。 在人造血小板的生产中,现在在上述两个实施方案之间存在竞争。 任何已经从干细胞来的血小板的命令。 这个选项的优点是,你可以采取干细胞,甚至重编程其他细胞在预期的收件人,并为他做“本机”血小板。 问题是成本和性能:现在这种方法性能趋于零,成本相当高。 此外,这些血小板是否真实存在严重怀疑:获得细胞,类似于血小板,但在体外非常难以再现血小板的整个成熟过程。 有些作品表明,对于一些物品,这些细胞不与正常血小板重合,因此一方面,从干细胞长期生产人工血小板是一种非常有吸引力的方法,其可以提供完全相容的和完整的血小板,但另一方面,这种方式是非常,非常远,虽然从根本上工作。

除了从干细胞培养血小板具有制造完全人工血小板的选择。 通常这种脂质微球或蛋白质纳米胶囊,其具有提供类似于血小板的功能的一组蛋白质。 这样的物体可以与血小板形成聚集体并与伤口重叠。 这种人工血小板的原型已经存在了大约15年,其中一些达到了第二阶段的临床试验,但还没有进入临床实践。 然而,该技术在不久的将来可能给出非常真实的产品; 现在有一些领先的公司之间的竞争,创造不同版本的血小板。 最可能的是,在任何情况下,他会失去一些真正的血小板,因为他几乎肯定缺少一些特征充满活跃参与再生和免疫的细胞。 但他可以阻止出血,这是很重要的。 这将是非常方便的使用东西 - 像银行粉末可以站在架子上,如果必要,用水稀释和溢出,例如,在军事领域,与全球灾难检查兼容性,需要或有方便的尖端设备。

也许血小板 - 在每个意义上的人造血细胞的创造方面最有趣,流行和真实的对象。 最坏的是白细胞的情况。 免疫 - 是一个复杂的系统,我们还不能从头建立。 创造一个完全合成的白细胞类似物,如上所讨论的血小板和红细胞,虽然它看起来科幻 - 或者更确切地说,类似物,因为许多类型的白细胞,每个这些先进的功能。 白细胞产生的干细胞似乎有点更加现实,在这个方向上的工作就去了。 完整的嗜中性粒细胞已经学会了10多年前做。 但是有很多障碍:一个必须能够产生足够的每种类型,然后教这些单元格不攻击主机。 理论上,这些问题可以解决,但这里的困难比血小板更严重。 目前,缺乏白细胞试图治疗刺激其发展的药物。 在短期的情况下,你可以使用leykokontsentratov风险,在严重的免疫缺陷病例(或当问题不仅与细胞数量,而且与缺陷的存在)不得不去骨髓移植。

可以完成替代红细胞 - 和人们从事它 - 人工氧载体的各种选择,但它是在某些方面是最有趣的挑战,因为有捐助细胞,有perftoran及其类似物。 Perftoran,通常称为“蓝色血液” - 一种着名的氧运载器正在俄罗斯设计。 此外,红细胞携带极大的冷冻保存,这不仅允许您创造大量血细胞储存并在任何地方运输,而且意味着一个人可以服用红细胞,并且六个月后检查,表现在这种人类艾滋病,艾滋病毒。 这种检疫使疾病的风险最小化。 如果我们谈论血浆,它被天然血浆取代,其各种功能可能,虽然现在是输血的人工解决方案与个别功能的校正。


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