Syntetiske biomaterialer kan bli avgjørende i akutte traumesituasjoner

«Kurering» av blødning med kunstige blodplater

Mange dødsfall fra skader og ulykker er knyttet til blodtap. Selv om det ikke diskuteres like mye som kreft, hjerte‑ og karsykdommer eller genetiske sykdommer, er dette et medisinsk segment som kan dra stor nytte av dra nytte av mer avansert teknologi for å redde liv.

I dagens akuttbehandling er transfusjon av blodplater, cellene som er ansvarlige for koagulering, ofte nødvendig for å håndtere blødning.

Blodplater fungerer ved å reagere på et signal fra kroppen ved en skade, som får blodplatene til å bevege seg til skadeområdet. Når de ankommer, vil blodplatene klumpe seg sammen og danne en blodpropp som hjelper til med å stoppe blødningen.

Kilde: Byjus

Blodproppen dannes av samling av blodplater og fibrin, et fibrøst protein som finnes i blodet. Hele prosessen medieres også av ikke færre enn 13 forskjellige koagulasjonsfaktorer.

Kilde: Platelets.

Problemet er imidlertid at lagring av blodplate‑transfusjoner er vanskelig, noe som reduserer nytten i en pre‑hospital setting. Blant utfordringene er “begrenset donor‑tilgjengelighet, vanskelig transport og lagring, høy risiko for bakteriell forurensning, og svært kort holdbarhet (~5‑7 dager)”.

Blodplater forblir den “final frontier” av blodkomponenttransfusjon i pre‑hospital setting, og data som støtter forbedrede resultater med tidlig blodplate‑transfusjon ved massiv blødning støtter sterkt begrunnelsen for å flytte blodplate‑transfusjon fremover sammen med PRBC‑er og plasma.

Bioinspirerte kunstige blodplater: Fortid, nåtid og fremtid.

Blødning fra en traumatisk skade vil aldri slutte å være farlig, uansett hvilke andre fremskritt vi gjør innen genetikk, cellebiologi eller kunstige organer. Siden blødning er en hovedårsak til død før man når sykehuset, trengs en annen løsning enn blodplate‑transfusjon.

Mens mange innsats har blitt brukt på å forbedre lagring og nytte av naturlige blodplater, er kunstige blodplater et annet alternativ.

Ved å utnytte fremskritt innen nanoteknologi kan dette konseptet bli en realitet raskere enn forventet, takket være forskere ved North Carolina State University, University of Virginia, Duke University og Chapman University, og deres resultater publisert under tittelen “Ultrasoft platelet-lignende partikler stopper blødning i gnager- og svinemodeller av traumer”.

Kunstige blodplater

Flere forsøk har blitt gjort tidligere for å utvikle kunstige blodplatesystemer.

Bruk av naturlige blodplater sammen med kunstige systemer har vist seg å løse de fleste problemene knyttet til naturlige blodplater. Mer lovende er bruken av kunstige nanopartikler knyttet til proteiner eller proteinfragmenter.

Dette er hva forskerne nevnt ovenfor har gjort, ved å lage syntetiske platelet-lignende partikler (PLP‑er). De ble designet ved bruk av ultrasøte og svært deformerbare nanogeler koblet til fibrin‑spesifikke antistofffragmenter.

Det fibrin‑bindende liganden ble designet for å målrette såre områder og forbedre dannelsen av blodpropper.

De fleksible nanogel‑partiklene kunne også endre form på en lignende måte som ekte blodplater. Dette forbedret stabiliteten til blodproppen og bidro til helbredelse.

Gode resultater, god sikkerhet

In vitro bundet PLP selektivt til fibrin og forbedret dannelsen av blodpropp.

I dyremodeller (gnagere og griser) reduserte PLP‑ene blodtap uten utilsiktet blodproppdannelse, et svært viktig poeng, da uønskede blodpropper kan være like dødelige som blodtap. De kan også forårsake slag eller hjerteinfarkt.

Blodtapene ble kraftig redusert, selv når blodet delvis ble erstattet med væsker uten tilstrekkelige koagulasjonsfaktorer («dilusjonskoagulopati»).

Effekten på blodtap fungerte både som en forebyggende tiltak og for umiddelbar behandling etter en skade.

Like viktig når det gjelder sikkerhetsprofilen, ble PLP‑ene effektivt fjernet av nyrene, noe som viser at kroppen kan eliminere dem trygt når skaden og blodtapet er over. Dette kan ha blitt hjulpet av de fleksible formene til gelens nanopartikler.

Potensial for kunstige blodplater hos mennesker

Akuttbehandling & traume

Koagulering er en biologisk mekanisme som er sterkt bevart gjennom alle pattedyr, så det er en svært høy sjanse for at PLP‑ene vi har diskutert også vil fungere hos mennesker.

Den åpenbare hovedapplikasjonen av denne teknologien er i akuttbehandling, spesielt i ambulanser og førstehjelpsutstyr for førstehjelpspersonell.

Traumatisk skade er den største dødsårsaken for barn og voksne under 45 år. Med anslagsvis 31 000 amerikanere som dør av forebyggbar blødning hvert år, dette er en massiv helsekrise som nanoteknologi i stor grad kan løse. Spesielt hvis det kombineres med å få ambulansepersonell til å frakte blod systematisk.

Kilde: Dallas News

Farlige aktiviteter & militær

Ved å forbedre behandlingen av skader reduserte den amerikanske militæret dødeligheten blant soldater i Afghanistan med nesten 50 % fra 2005 til 2013.

De gjorde det med hjelp av en tourniquet (som begrenser blødning på lemmer) og ved å gi blod på vei til sykehuset.

Enkle å lagre og bære, vil kunstige blodplater sannsynligvis bli en del av de fleste militære basers medisinkasser så snart teknologien er bevist trygg for mennesker.

Dette ville være en anvendelse hvor PLP‑ene ville være enda viktigere enn i sivil bruk, ettersom skader sannsynligvis vil oppstå langt fra et sykehus, og blodforsyningen kan være begrenset ved intens kamphandling.

Hemofili

Ikke alle typer hemofili kan løses med PLP‑er, da noen skyldes feil fibrinproteiner. Likevel kan denne sykdommen, som er preget av dårlig koagulering, gjøres mye mindre farlig i noen tilfeller.

Det kan kanskje også være fornuftig å bruke PLP‑er forebyggende, så lenge gjentatt og langsiktig bruk av denne teknologien er bevist trygg.

Blod‑ og blodplate‑selskaper

Siden kunstige blodplater er en så ny teknologi, finnes det åpenbart ingen selskap som kommersialiserer dem ennå. Imidlertid kan vi anta at selskaper som allerede opererer innen blodtransfusjon og blodplateproduksjon vil ha distribusjonsnettverket og ekspertisen som trengs for å lede denne helserevolusjonen.

1. CSL Limited (CSL.AX)

CSL er et konglomerat som selger bioteknologiprodukter som plasma‑produkter, gen‑terapier og rekombinanter.

Plasma‑segmentet (avledet fra blod) er CSL Behring. Med 340+ plasma‑innsamlingssentra i over 100 land, kontrollerer selskapet 1/3 av plasmamarkedet. Segmentet er også med langt den største inntektsdriveren i CSL‑gruppen.

Kilde: CSL

Selskapet er også et farmasøytisk/bioteknologisk selskap med en omfattende FoU‑pipeline. Det fokuserer hovedsakelig på vaksiner, hematologi/blod, respiratorisk og kardiovaskulær. Gruppen har nylig også lagt til nefrologi (nyrer) i sine terapeutiske segmenter.

Kilde: CSL

Takket være sin ledelse innen blodterapier og plasmainnsamling, er CSL godt posisjonert til å forbli leder i segmentet og være blant de første som tilbyr kunstige blodplater som et ekstra element i verktøykassen for akutthelsetjenester.

2. Takeda

Den japanske Takeda er et diversifisert farmasøytisk selskap, med tilstedeværelse i flere sektorer, inkludert plasma.

Kilde: Takeda

Takeda har 230 anlegg for å samle plasma i USA og Europa, gjennom BioLife Plasma-tjenester. Dette plasserer dem blant de tre største plasmaorganisasjonene i verden, med 20 merker av produkter relatert til denne sektoren og 80 år med aktivitet.

Takeda er også svært aktiv innen FoU, med 23 produktkandidater i fase 3 av kliniske studier, hvor de to største segmentene er gastrointestinale & betennelser, etterfulgt av plasma‑avledede terapier.

Kilde: Takeda

Akkurat som CSL, bør Takedas ekspertise innen plasma hjelpe dem med å bringe kunstige blodplater til markedet.

Det er også et selskap med en omfattende strategi for partnerskap med innovative oppstartsbedrifter, inkludert innen nanoteknologi, for eksempel, BioSurfaces’ nanomaterial, Cour Pharmaceutical Development’s nanoparticles, eller Leon-nanodrugs MicroJet Reactor.

Dermed kan de utnytte slik ekspertise innen nano‑design og -fremstilling for å lage sin egen versjon av PLP‑er, nå som proof‑of‑concept er etablert.