Τα συνθετικά βιοϋλικά μπορεί να γίνουν κρίσιμα σε καταστάσεις έκτακτου τραύματος

«Θεραπεία» αιμορραγίας με τεχνητά αιμοπετάλια

Πολλοί θάνατοι από τραυματισμούς και ατυχήματα συνδέονται με απώλεια αίματος. Αν και δεν συζητείται τόσο όσο ο καρκίνος, οι καρδιαγγειακές ή γενετικές ασθένειες, αυτό είναι ένα τμήμα της ιατρικής που μπορεί να επωφεληθούν από πιο προηγμένη τεχνολογία να σώσει ζωές.

Στην τρέχουσα θεραπεία ER, η μετάγγιση αιμοπεταλίων, των κυττάρων που είναι υπεύθυνα για την πήξη, απαιτείται συχνά για τη διαχείριση της αιμορραγίας.

Ο τρόπος που λειτουργούν τα αιμοπετάλια ανταποκρίνεται σε ένα σήμα που στέλνει το σώμα ενός τραυματισμού, κάνοντας τα αιμοπετάλια να ταξιδεύουν στο σημείο του τραυματισμού. Μόλις φτάσουν, τα αιμοπετάλια θα συσσωρευτούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν θρόμβο που βοηθά να σταματήσει η αιμορραγία.

Πηγή: Byjus

Ο ίδιος ο θρόμβος σχηματίζεται από τη συσσώρευση αιμοπεταλίων και ινώδους, μιας ινώδους πρωτεΐνης που υπάρχει στην κυκλοφορία του αίματος. Η όλη διαδικασία διαμεσολαβείται επίσης από όχι λιγότερο από 13 διαφορετικούς παράγοντες πήξης.

Πηγή: Αιμοπετάλια.

Ωστόσο, το πρόβλημα είναι ότι η αποθήκευση των μεταγγίσεων αιμοπεταλίων είναι δύσκολη, μειώνοντας τη χρησιμότητά τους σε προνοσοκομειακό περιβάλλον. Μεταξύ των θεμάτων είναι «περιορισμένη διαθεσιμότητα δότη, δύσκολη φορητότητα και αποθήκευση, υψηλοί κίνδυνοι βακτηριακής μόλυνσης και πολύ μικρή διάρκεια ζωής (~5-7 ημέρες)".

Τα αιμοπετάλια παραμένουν το «τελικό σύνορο» της μετάγγισης συστατικών αίματος στο προνοσοκομειακό περιβάλλον και τα δεδομένα που υποστηρίζουν βελτιωμένα αποτελέσματα με πρώιμη μετάγγιση αιμοπεταλίων σε μαζική αιμορραγία υποστηρίζουν σθεναρά το σκεπτικό για την προώθηση της μετάγγισης αιμοπεταλίων μαζί με τα PRBC και το πλάσμα.

Βιοεμπνευσμένα Τεχνητά Αιμοπετάλια: Παρελθόν, Παρόν και Μέλλον.

Η αιμορραγία από έναν τραυματικό τραυματισμό δεν θα σταματήσει ποτέ να είναι επικίνδυνη, ανεξάρτητα από τις άλλες εξελίξεις που κάνουμε στη γενετική, την κυτταρική βιολογία ή τα τεχνητά όργανα. Καθώς η αιμορραγία είναι μια κύρια αιτία θανάτου πριν φτάσει στο νοσοκομείο, απαιτείται άλλη λύση από τη μετάγγιση αιμοπεταλίων.

Ενώ έχουν καταβληθεί πολλές προσπάθειες για τη βελτίωση της αποθήκευσης και της χρησιμότητας των φυσικών αιμοπεταλίων, τα τεχνητά αιμοπετάλια είναι μια άλλη εναλλακτική λύση.

Αξιοποιώντας την πρόοδο στη νανοτεχνολογία, αυτή η ιδέα μπορεί να γίνει πραγματικότητα νωρίτερα από το αναμενόμενο, χάρη στους ερευνητές στο North Carolina State University, University of Virginia, Duke University και Chapman University, και τα αποτελέσματά τους που δημοσιεύθηκαν με τον τίτλο "Τα εξαιρετικά μαλακά σωματίδια που μοιάζουν με αιμοπετάλια σταματούν την αιμορραγία σε μοντέλα τραύματος τρωκτικών και χοίρων".

Τεχνητά αιμοπετάλια

Στο παρελθόν έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες για την ανάπτυξη συστημάτων τεχνητών αιμοπεταλίων.

Η χρήση φυσικών αιμοπεταλίων μαζί με τεχνητά συστήματα έχει αποδειχθεί ότι επιλύει τα περισσότερα από τα προβλήματα που σχετίζονται με τα φυσικά αιμοπετάλια. Πιο πολλά υποσχόμενη είναι η χρήση τεχνητών νανοσωματιδίων που συνδέονται με πρωτεΐνες ή θραύσματα πρωτεϊνών.

Αυτό έκαναν οι ερευνητές που συζητήθηκαν παραπάνω, δημιουργώντας συνθετικά σωματίδια που μοιάζουν με αιμοπετάλια (PLPs). Σχεδιάστηκαν χρησιμοποιώντας εξαιρετικά μαλακά και εξαιρετικά παραμορφώσιμα νανοπηκτώματα συζευγμένα με θραύσματα αντισωμάτων ειδικά για το ινώδες.

Ο συνδέτης που δεσμεύει ινώδες σχεδιάστηκε για να στοχεύει τις θέσεις του τραύματος και να ενισχύει τον σχηματισμό θρόμβων αίματος.

Τα εύκαμπτα σωματίδια νανογέλης μπόρεσαν επίσης να αλλάξουν σχήμα με παρόμοιο τρόπο με τα πραγματικά αιμοπετάλια. Αυτό βελτίωσε τη σταθερότητα του θρόμβου και συνέβαλε στην επούλωση.

Εξαιρετικό αποτέλεσμα, καλή ασφάλεια

In vitro, το PLP δεσμεύτηκε επιλεκτικά σε ινώδες και βελτίωσε τον σχηματισμό θρόμβων.

Σε ζωικά μοντέλα (τρωκτικά και χοίρους), τα PLP μείωσαν την απώλεια αίματος χωρίς σχηματισμό θρόμβου εκτός στόχου, ένα πολύ σημαντικό σημείο, καθώς οι ανεπιθύμητοι θρόμβοι αίματος θα μπορούσαν να είναι εξίσου θανατηφόροι με την απώλεια αίματος. Θα μπορούσε ακόμη και να προκαλέσει εγκεφαλικά ή καρδιακά επεισόδια.

Οι απώλειες αίματος μειώθηκαν σημαντικά, ακόμη και όταν το αίμα αντικαταστάθηκε μερικώς από υγρά χωρίς επαρκείς παράγοντες πήξης («αραιωτική πήξη»).

Η επίδραση στην απώλεια αίματος λειτούργησε τόσο ως προληπτικό μέτρο όσο και για άμεση θεραπεία μετά από τραυματισμό.

Εξίσου σημαντικό όσον αφορά το προφίλ ασφάλειας, είναι ότι τα PLP απομακρύνθηκαν αποτελεσματικά από τα νεφρά, αποδεικνύοντας ότι το σώμα μπορεί να τα αποβάλει με ασφάλεια μόλις περάσει ο τραυματισμός και η απώλεια αίματος. Αυτό μπορεί να βοηθήθηκε από τα εύκαμπτα σχήματα των νανοσωματιδίων του τζελ.

Δυνατότητα για τεχνητά αιμοπετάλια στον άνθρωπο

ER & Trauma

Η πήξη είναι ένας βιολογικός μηχανισμός εξαιρετικά συντηρημένος σε όλα τα θηλαστικά, επομένως υπάρχει πολύ μεγάλη πιθανότητα τα PLP που συζητήσαμε να λειτουργήσουν και στους ανθρώπους.

Η προφανής κύρια εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας είναι στην αντιμετώπιση επειγόντων περιστατικών, ειδικά σε ασθενοφόρα και σε ιατρικά κιτ πρώτων βοηθειών.

Ο τραυματικός τραυματισμός είναι ο κορυφαίος δολοφόνος παιδιών και ενηλίκων κάτω των 45 ετών. Υπολογίζεται ότι 31,000 Αμερικανοί πεθαίνουν από αιμορραγία που μπορεί να προληφθεί κάθε χρόνο, αυτή είναι μια τεράστια κρίση υγείας που η νανοτεχνολογία θα μπορούσε ως επί το πλείστον να επιλύσει. Ειδικά αν συνδυαστεί με το να κάνουν τα παραϊατρικά να μεταφέρουν αίμα συστηματικά.

Πηγή: Νέα του Ντάλλας

Επικίνδυνες Δραστηριότητες & Στρατιωτικές

Βελτιώνοντας τη θεραπεία τραυματισμών, ο στρατός των ΗΠΑ μείωσε τα ποσοστά θνησιμότητας για τα στρατεύματα που υπηρετούσαν στο Αφγανιστάν κατά σχεδόν 50% από το 2005 έως το 2013.

Το έκαναν με τη βοήθεια ενός τουρνικέ (που περιορίζει την αιμορραγία στα άκρα) και δίνοντας αίμα στο δρόμο για το νοσοκομείο.

Αρκετά εύκολα στην αποθήκευση και τη μεταφορά, τα τεχνητά αιμοπετάλια πιθανότατα θα αποτελούν μέρος των περισσότερων ιατρικών σκευασμάτων στρατιωτικής βάσης, μόλις η τεχνολογία αποδειχθεί ασφαλής για τον άνθρωπο.

Αυτή θα ήταν μια εφαρμογή όπου τα PLP θα ήταν ακόμη πιο ζωτικής σημασίας από την πολιτική χρήση, καθώς οι τραυματισμοί είναι πιθανό να συμβούν μακριά από ένα νοσοκομείο και η παροχή αίματος μπορεί να περιοριστεί σε περίπτωση έντονης μάχης.

Αιμοφιλία

Δεν μπορούν να λυθούν όλοι οι τύποι αιμορροφιλίας με PLP, καθώς ορισμένοι οφείλονται σε λανθασμένες πρωτεΐνες φιμπρίνης. Ωστόσο, αυτή η ασθένεια, που χαρακτηρίζεται από κακή πήξη, θα μπορούσε να γίνει πολύ λιγότερο επικίνδυνη σε ορισμένες περιπτώσεις.

Θα μπορούσε ακόμη και ίσως να έχει νόημα η χρήση των PLP προληπτικά, εφόσον η επαναλαμβανόμενη και μακροχρόνια χρήση αυτής της τεχνολογίας έχει αποδειχθεί ασφαλής.

Εταιρείες Αίματος & Αιμοπεταλίων

Επειδή τα τεχνητά αιμοπετάλια είναι μια τόσο νέα τεχνολογία, προφανώς δεν υπάρχει εταιρεία που να τα εμπορευματοποιήσει ακόμη. Ωστόσο, μπορούμε να υποθέσουμε ότι εταιρείες ήδη στον τομέα της μετάγγισης αίματος και της παραγωγής αιμοπεταλίων θα έχουν το δίκτυο διανομής και την τεχνογνωσία για να ηγηθούν αυτής της επανάστασης στον τομέα της υγειονομικής περίθαλψης.

1. CSL Limited (CSL.AX)

Η CSL είναι ένας όμιλος ετερογενών δραστηριοτήτων που πωλεί βιοτεχνολογικά προϊόντα, όπως προϊόντα πλάσματος, γονιδιακές θεραπείες και ανασυνδυασμούς.

Το τμήμα πλάσματος (που προέρχεται από αίμα) είναι CSL Behring. Με 340+ κέντρα συλλογής πλάσματος σε 100+ χώρες, η εταιρεία ελέγχει το 1/3 της αγοράς πλάσματος. Το τμήμα είναι επίσης μακράν ο μεγαλύτερος παράγοντας εσόδων του ομίλου CSL.

Πηγή: CSL

Η εταιρεία είναι επίσης μια φαρμακευτική/βιοτεχνολογική εταιρεία με εκτεταμένο αγωγό Ε&Α. Εστιάζεται κυρίως σε εμβόλια, αιματολογία/αιματολογία, αναπνευστικά και καρδιαγγειακά. Η ομάδα πρόσθεσε επίσης πρόσφατα τη νεφρολογία (νεφρά) στα θεραπευτικά της τμήματα.

Πηγή: CSL

Χάρη στην ηγετική της θέση στις θεραπείες αίματος και τη συλλογή πλάσματος, η CSL είναι σε καλή θέση για να παραμείνει ηγέτης του τμήματος και να είναι μεταξύ των πρώτων που παρέχει τεχνητά αιμοπετάλια ως πρόσθετο στοιχείο στην εργαλειοθήκη επείγουσας υγειονομικής περίθαλψης.

2 Takeda

Η ιαπωνική Takeda είναι μια διαφοροποιημένη φαρμακευτική εταιρεία, με παρουσία σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένου του πλάσματος.

Πηγή: Takeda

Η Takeda διαθέτει 230 εγκαταστάσεις για τη συλλογή πλάσματος στις ΗΠΑ και την Ευρώπη, μέσω Πλάσμα BioLife υπηρεσιών. Το τοποθετεί μεταξύ των 3 κορυφαίων μεγαλύτερων οργανισμούς plasma στον κόσμο, με 20 μάρκες προϊόντων που σχετίζονται με αυτόν τον τομέα και 80 χρόνια δραστηριότητας.

Η Takeda είναι επίσης πολύ ενεργή στην Ε&Α, με 23 υποψήφια προϊόντα στη φάση 3 των κλινικών δοκιμών, με τα 2 μεγαλύτερα τμήματα να είναι το γαστρεντερικό και η φλεγμονή, ακολουθούμενα από θεραπείες που προέρχονται από πλάσμα.

Πηγή: Takeda

Όπως και η CSL, η εμπειρογνωμοσύνη της Takeda στο πλάσμα θα πρέπει να τη βοηθήσει να φέρει τεχνητά αιμοπετάλια στην αγορά.

Είναι επίσης μια εταιρεία με εκτεταμένη στρατηγική συνεργασιών με καινοτόμες startups, συμπεριλαμβανομένης της νανοτεχνολογίας, για παράδειγμα, Νανοϋλικό της BioSurfaces, Νανοσωματίδια της Cour Pharmaceutical Development, ή Leon-nanodrugs MicroJet Reactor.

Έτσι, θα μπορούσε να αξιοποιήσει τέτοια τεχνογνωσία στον νανο-σχεδιασμό και την κατασκευή για να δημιουργήσει τη δική του εκδοχή των PLP, τώρα που υπάρχει η απόδειξη της ιδέας.