قد تصبح المواد الحيوية الاصطناعية حاسمة في حالات الصدمات الطارئة

“علاج” النزيف بالصفائح الدموية الاصطناعية

عدد كبير من الوفيات الناجمة عن الإصابات والحوادث مرتبط بفقدان الدم. وعلى الرغم من أنه لا يُناقش بقدر السرطان أو أمراض القلب والأوعية الدموية أو الأمراض الجينية، فإن هذا الجزء من الطب يمكنه أن يستفيد بشكل كبير من تقنية أكثر تقدماً لإنقاذ الأرواح.

في العلاج الحالي في قسم الطوارئ، غالباً ما يُطلب نقل الصفائح الدموية، الخلايا المسؤولة عن التخثر، لإدارة النزيف.

طريقة عمل الصفائح الدموية هي استجابتها لإشارة يرسلها جسم الإصابة، مما يجعل الصفائح تتجه إلى موقع الإصابة. عند الوصول، تتجمع الصفائح معاً لتشكل جلطة تساعد على إيقاف النزيف.

المصدر: Byjus

الجلطة نفسها تتكون من تجمّع الصفائح الدموية والفبرين، وهو بروتين ليفي موجود في مجرى الدم. العملية بأكملها تُدار أيضاً بواسطة ما لا يقل عن 13 عامل تخثر مختلف.

المصدر: الصفائح الدموية.

مع ذلك، المشكلة هي أن تخزين نقل الصفائح الدموية صعب، مما يقلل من فائدته في بيئة ما قبل المستشفى. من بين القضايا “توافر المتبرعين المحدود، صعوبة النقل والتخزين، مخاطر التلوث البكتيري العالي، وعمر الرف shelf life القصير جداً (~5-7 أيام)“.

الصفائح الدموية تظل “الحدود النهائية” لنقل مكوّنات الدم في بيئة ما قبل المستشفى، والبيانات التي تدعم تحسين النتائج مع نقل الصفائح الدموية المبكر في النزيف الضخم تدعم بقوة المبرر لنقل نقل الصفائح الدموية إلى الأمام جنباً إلى جنب مع خلايا الدم الحمراء المجمّعة والبلازما.

الصفائح الدموية الاصطناعية المستوحاة من الطبيعة: الماضي، الحاضر والمستقبل.

النزيف الناتج عن إصابة صدمية لن يتوقف أبداً عن كونه خطيراً، بغض النظر عن أي تقدم آخر نحققه في علم الوراثة أو علم الخلايا أو الأعضاء الاصطناعية. وبما أن النزيف هو سبب رئيسي للوفاة قبل الوصول إلى المستشفى، هناك حاجة إلى حل آخر غير نقل الصفائح الدموية.

بينما تم إنفاق الكثير من الجهود على تحسين تخزين الصفائح الدموية الطبيعية وفائدتها، فإن الصفائح الدموية الاصطناعية تمثل بديلاً آخر.

من خلال الاستفادة من التقدم في تقنية النانو، قد يصبح هذا المفهوم واقعاً أسرع مما يُتوقع، بفضل الباحثين في جامعة ولاية كارولينا الشمالية، جامعة فرجينيا، جامعة ديوك، وجامعة تشابمان، ونتائجهم التي نُشرت تحت عنوان “جسيمات شبيهة بالصفائح الدموية فائقة النعومة توقف النزيف في نماذج الفئران والخنازير للصدمة”.

الصفائح الدموية الاصطناعية

تم إجراء عدة جهود في الماضي لتطوير أنظمة صفائح دموية اصطناعية.

استخدام الصفائح الدموية الطبيعية مع الأنظمة الاصطناعية ثبت أنه يحل معظم المشكلات المرتبطة بالصفائح الدموية الطبيعية. الأكثر وعداً هو استخدام جسيمات نانوية اصطناعية مرتبطة ببروتينات أو شظايا بروتينات.

هذا ما فعله الباحثون المذكورون أعلاه، حيث أنشأوا جسيمات شبيهة بالصفائح الدموية (PLPs). تم تصميمها باستخدام نانوجيلات فائقة النعومة وقابلة للتشوه بشكل كبير مرتبطة بشظايا أضداد مخصصة للفبرين.

تم تصميم الرابط المرتبط بالفبرين لاستهداف مواقع الجروح وتعزيز تكوين الجلطة الدموية.

كانت الجسيمات النانوية المرنة قادرة أيضاً على تغيير الشكل بطريقة مشابهة للصفائح الدموية الحقيقية. هذا حسّن استقرار الجلطة وساهم في الشفاء.

نتيجة رائعة، أمان جيد

في المختبر، ارتبطت PLP انتقائياً بالفبرين وحسّنت تكوين الجلطة.

في نماذج حيوانية (الفئران والخنازير)، قللت PLPs من فقدان الدم دون تكوين جلطات غير مستهدفة، وهي نقطة مهمة جداً، حيث يمكن أن تكون الجلطات الدموية غير المرغوبة مميتة مثل فقدان الدم. قد تتسبب حتى في سكتات دماغية أو نوبات قلبية.

تم تقليل فقدان الدم بشكل كبير، حتى عندما تم استبدال جزء من الدم بسوائل لا تحتوي على عوامل تخثر كافية (“اختلال تخثر تخفيفي”).

كان تأثيرها على فقدان الدم فعالاً كإجراء وقائي وكذلك كعلاج فوري بعد الإصابة.

وبنفس القدر من الأهمية عندما يتعلق الأمر بملف الأمان، تم إزالة PLPs بفعالية عبر الكلى، مما يثبت أن الجسم يمكنه القضاء عليها بأمان بمجرد تجاوز الإصابة وفقدان الدم. قد يكون ذلك ساعدته الأشكال المرنة لجسيمات الجل النانوية.

الإمكانات للصفائح الدموية الاصطناعية في البشر

الطوارئ والصدمة

التخثر هو آلية بيولوجية محفوظة بشكل كبير عبر جميع الثدييات، لذا هناك احتمال كبير جداً أن تعمل PLPs التي ناقشناها في البشر أيضاً.

التطبيق الرئيسي الواضح لهذه التقنية هو في العلاج الطارئ، خاصةً في سيارات الإسعاف ومجموعات الأدوات الطبية للمت responders الأوليين.

الإصابة الصدمية هي القاتل الأول للأطفال والبالغين تحت سن 45. مع تقدير وفاة 31,000 أمريكي سنوياً بسبب النزيف القابل للوقاية، هذه أزمة صحية ضخمة يمكن لتقنية النانو حلها إلى حد كبير. خاصةً إذا تم دمجها مع جعل المسعفين يحملون الدم بشكل منهجي.

المصدر: دالاس نيوز

الأنشطة الخطرة والعسكرية

من خلال تحسين علاج الإصابات، خفض الجيش الأمريكي معدلات الوفيات للجنود العاملين في أفغانستان بنحو 50٪ تقريباً من 2005 إلى 2013.

قاموا بذلك بمساعدة رباط ضغط (يحد من النزيف في الأطراف) وتوفير الدم أثناء النقل إلى المستشفى.

سهل التخزين والحمل، من المرجح أن تكون الصفائح الدموية الاصطناعية جزءاً من معظم مجموعات الإسعافات الأولية في القواعد العسكرية بمجرد إثبات سلامة التقنية للبشر.

هذا سيكون تطبيقاً حيث تكون PLPs أكثر حيوية من الاستخدام المدني، حيث من المحتمل حدوث الإصابات بعيداً عن المستشفى، وقد يكون إمداد الدم محدوداً في حالة عمليات قتالية مكثفة.

الهيموفيلية

ليس كل أنواع الهيموفيلية يمكن حلها باستخدام PLPs، حيث أن بعضها ناتج عن بروتينات فبرين غير صحيحة. ومع ذلك، يمكن أن يصبح هذا المرض، الذي يتميز بضعف التخثر، أقل خطورة بكثير في بعض الحالات.

قد يكون من المنطقي أيضاً استخدام PLPs بشكل وقائي، طالما أن الاستخدام المتكرر وطويل الأمد لهذه التقنية قد ثبت سلامته.

شركات الدم والصفائح الدموية

نظرًا لأن الصفائح الدموية الاصطناعية تقنية جديدة جداً، فمن الواضح أنه لا توجد شركة تجارية لها بعد. ومع ذلك، يمكننا افتراض أن الشركات الموجودة بالفعل في مجال نقل الدم وإنتاج الصفائح الدموية ستمتلك شبكة التوزيع والخبرة لقيادة هذه الثورة الصحية.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL هي مجموعة تبيع منتجات التكنولوجيا الحيوية مثل منتجات البلازما، العلاجات الجينية، والمنتجات المعاد تركيبها.

قسم البلازما (المستخرج من الدم) هو CSL Behring. مع 340+ مركز جمع بلازما في أكثر من 100 دولة، وتتحكم الشركة في ثلث سوق البلازما.  هذا القسم هو أيضاً أكبر محرك إيرادات مجموعة CSL.

المصدر: CSL

الشركة أيضاً شركة أدوية/تكنولوجيا حيوية ذات خط أنابيب أبحاث وتطوير واسع. تركز في الغالب على اللقاحات، أمراض الدم/الدم، الجهاز التنفسي، والقلب والأوعية الدموية. أضافت المجموعة مؤخراً أيضاً أمراض الكلى إلى قطاعاتها العلاجية.

المصدر: CSL

بفضل قيادتها في علاجات الدم وجمع البلازما، فإن CSL في موقع جيد لتظل رائدة في هذا القطاع وتكون من أوائل من يقدمون الصفائح الدموية الاصطناعية كعنصر إضافي في مجموعة أدوات الرعاية الصحية الطارئة.

2. Takeda

شركة Takeda اليابانية هي شركة أدوية متنوعة، لها حضور في قطاعات متعددة، بما في ذلك البلازما.

المصدر: Takeda

تمتلك Takeda 230 منشأة لجمع البلازما في الولايات المتحدة وأوروبا، عبر خدمات BioLife Plasma. تضعها ضمن أكبر 3 منظمات بلازما في العالم، مع 20 علامة تجارية لمنتجات مرتبطة بهذا القطاع وتتمتع بـ80 عاماً من النشاط.

Takeda نشطة أيضاً جداً في البحث والتطوير، حيث لديها 23 مرشحاً للمنتج في المرحلة الثالثة من التجارب السريرية، مع أكبر قطاعين هما الجهاز الهضمي والالتهاب، يليه العلاجات المستمدة من البلازما.

المصدر: Takeda

مثل CSL، خبرة Takeda في مجال البلازما يجب أن تساعدها في جلب الصفائح الدموية الاصطناعية إلى السوق.

كما أنها شركة تتبع استراتيجية شراكات واسعة مع الشركات الناشئة المبتكرة، بما في ذلك في مجال النانو تكنولوجيا، على سبيل المثال, مادة نانوية من BioSurfaces, جسيمات نانوية من Cour Pharmaceutical Development, أو مفاعل MicroJet من Leon-nanodrugs.

لذلك يمكنها الاستفادة من هذه الخبرة في تصميم النانو وتصنيعها لإنشاء نسختها الخاصة من PLPs، الآن بعد أن وجود إثبات المفهوم.