Жапон ғалымдары көптеген адамдардың өмірін сақтап қалатын жаңалық ашты. Бүгінгі күні медицина бұрын-соңды болмаған биіктерге жетті, бірақ пациенттерге әлі де қажетті органдар немесе қажетті топтың қандары жетіспейді. Соңғыларымен, мүмкін, жақында ешқандай проблемалар туындамайды: зерттеушілер барлық адамдар үшін трансфузияға жарамды синтетикалық қанды жасай алды.

Пациенттердің қан типтері құюды бастамас бұрын расталуы керек, сондықтан жедел медициналық персоналға және басқа медицина қызметкерлеріне қан анықталғанға дейін құюға тыйым салынады. Жалпыға ортақ қанның пайда болуы процедураны зардап шеккендерді ауруханаға жеткізер алдында да жүргізуге мүмкіндік береді - болашақта бұл жарақат алған жағдайда өмір сүру деңгейін арттырады.

Тесттер қазірдің өзінде қояндарда жүргізілді және ғалымдардың пікірі бойынша нәтижелер өте жағымды көрінеді: трансфузияны қажет ететін он жануардың алтауы аман қалды. Теріс жанама әсерлері байқалған жоқ. Сонымен қатар, мұндай қан қалыпты температурада бір жылдан астам сақталуы мүмкін. Егер қосымша тексерулер табылуды медицинаға енгізуге мүмкіндік берсе, бұл дәрігерлердің жұмысын жеңілдетеді және көптеген адамдардың өмірін сақтайды.

Пандемия тудырған орыс ғалымдары орыс биофизикасы тарихындағы драмалық парақты еске түсіреді. Кеңес дәуірінде дамуы құпияда көрінетін және оны жасаушылардың өліміне дейін қайғылы оқиғалармен бірге жүретін арнайы препарат туралы айтып отырмыз. Неліктен олар коронавирусқа байланысты жасанды қан алмастыратын дәрі туралы айтты? Бәлкім, қазір бүкіл әлемде қолданылатын емдеу режимі шындыққа жанаспайтын шығар?

Тәжірибе әсер етуі мүмкін емес: тірі зертханалық тышқан сұйықтыққа салынып, ол дем алуды жалғастыра береді. Әрине, мұнда құпия жануарда емес, бірақ осы сұйықтықтағы оттегінің мөлшерінде. Перфтор көмірсутектері оттегін сіңіру, содан кейін беру қабілетімен ерекшеленеді. Бұл қасиетті пайдаланып ғалымдар жасанды оттегі шығаратын эмульсия ойлап тапты. Перфторан.

Пущинодағы Теориялық және Эксперименталды Биофизика Институтында ғалымдар журналистердің содан кейін «көгілдір қан» деп әдемі аталатын нәрсені дамытты. Бұл қызыл қанның кейбір функцияларын қабылдауға болатын дәрі-дәрмек - мысалы, қанықтыру және оттегінің берілуі. Профессор Белоярцев бастаған бір топ әзірлеушілер мемлекеттік марапатқа ие болады, бірақ кенеттен зерттеу тоқтап қалады. КГБ Феликс Белоярцевті іздейді. 1985 жылдың желтоқсанында қысымға төтеп бере алмаған ғалым өз үйінде өзін-өзі асып өлтірді.

Пушча институтының сол кездегі басшысы Генрих Иваницкийдің кеңсесінде Феликс Белоярцевтің портреті көрнекті жерде тұрды. Өкінішке орай, оның өлімі жарнамаға қарсы бірегей дәріге айналды. Көптеген жылдар бойы кафедралар оның зияндылығын дәлелдеуге тырысты.

Генри Иваницкий, Ресей ғылым академиясының Теориялық және эксперименталды биофизика институтының ғылыми жетекшісі: «» Бас Прокурор оны Украинада тышқандарда қатерлі ісік бар-жоғын зерттеуге жіберді. Жақсы, біз осы перфоранның литр санын жібердік. Мен Ромодановқа қоңырау шалып: «не істедің?» Ол айтады: сіз білесіз бе, Генрих, бізде біртүрлі нәрсе болды - біз бәрін басқарамыз, ал олар солардың көмегімен өмір сүреді ».

Белоярцевтің портреті қарсы - Перфторан үшін 1998 жылғы мемлекеттік сыйлықтың фотосы. Ғалымдар препаратты сақтап, зерттеу жүргізіп, өндіріс құрды, бірақ оны сақтай алмады.

Сергей Воробьевжылдары Ресей ғылым академиясының Теориялық және эксперименталды биофизика институтының «Перфторан» ҒЗҚ құрылтайшысы және жетекшісі: «Біз бұл өндірісті кеңейтуге тырыстық, бірақ, өкінішке орай, дәрі-дәрмекті коммерциялық ұйымдар сатып алды. Ол шын мәнінде, еркін жүзуге кірді. Бес жылға жуық уақыт бойы дәрі-дәрмек қол жетімді емес, өкінішке орай, дәріханаларда жоқ ».

Сұхбат туралы сұрағанда, компанияның басшысы одан әрі жазбауын өтінді, дегенмен, қазір перфлоран туралы сөйлесетін кез келді. Сәуір айында Қытай мен Италия ғалымдары тәуелсіз зерттеулер жариялайды. Жалпы алғанда, олар коронавирустың негізгі мақсаты өкпенің емес, дененің барлық жерінде оттегін тасымалдайтын эритроциттер деп болжайды. Гипоксияның әсері осыдан пайда болады, сондықтан желдету машиналары әрқашан көмектеспейді. Ауыр жағдайларда оттегі өкпеге қарағанда жай жүрмейді - көлік болмайды. Сондықтан авторлар емдеу әдісі ретінде трансфузияны, яғни трансфузияны зерттеуді ұсынады. Бірақ содан кейін дерлік сенсация басталады.

Александр ЕдігерКлиникалық фармаколог: «Мен бұл туралы ақпаратты көтердім, ал қалған шаштарым бұйра бастады. Өкпені жасанды желдету және ЭКМО - экстракорпоралды мембрананы оттектендіру - бұған тыныс алуды қолдау кіреді, олар қанды оттектендіреді және қанды оттегімен қанықтырады. Міне, сіз қиын, көп уақытты талап ететін және қауіпті жаттығуларсыз қанды оттегімен қанықтыра аласыз ».

Пушкин институтының ғалымдары әлемде ешбір елде әлі ашылмаған дәрі-дәрмек - перфлюоран өндіруге арналған шағын алаңды үнемдеуге қол жеткізді. Дәрілік заттарды өндірудің әлемдік стандартына сәйкес үлкен инвестициялар мен өнеркәсіптік өндіріс болмаса, дәрі-дәрмекті нарыққа шығару мүмкін емес, бірақ қазір ол қажет, сонымен қатар оттегін беру мүмкіндігі ғана емес, әзірлеушілер сенімді.

Евгений Маевский, Ресей ғылым академиясының Теориялық және эксперименталды биофизика институты, биологиялық жүйелер энергиясы зертханасының меңгерушісі: «Егер перфлюоран енгізілсе, онда барлық флюорокарбон шығарылып, өкпе арқылы шығарылады. Яғни, өкпе барлық өкпе жасушаларының мембраналарын тұрақтандыратын фторлы көмірсутектермен ең көп байланысады. Елестете аласыз ба? Оның үстіне, бұл байланыс қабынуға қарсы әсері бар! »

Алайда перфторанмен әлемдік фармацевтикалық стандарттар бойынша зерттеулер жүргізілген жоқ. Бұл скептиктердің дәлелі.

Валерий Субботин, MKSC анестезиология және қарқынды терапия орталығының жетекшісі. Логинова: «Коронавирустың қызыл қан клеткаларын жұқтырады деген болжам да расталған, жоққа шығарылған теория. Вирустың түсініксіз әсері бар науқастарда әсер етудің түсініксіз механизмі бар есірткілерді қолдану өте түсініксіз жайттарды тудыруы мүмкін ».

Бірақ бұл препаратты коронавируспен күресу үшін тексерудің қажеті жоқ дегенді білдірмейді, өйткені қазір қолданыстағы ондаған препараттар зерттелуде, әсіресе олар бүкіл әлемде осындай зерттеу нәтижелеріне қызығушылық танытқандықтан.

Ең қауіпсіз қан

Басында адамдар донорлық көмекті басқа біреудің болмауы үшін қолданады. Донордан келетін қан көптеген қауіп-қатердің көзі болуы мүмкін. Кейде адамдар кез-келген инфекцияны тасымалдаушы болып табылады, оны алдын-ала білмейді. Жедел тест қанның ЖҚТБ, гепатит, сифилиске тексереді, бірақ донордың өзі олар туралы білмесе, басқа вирустар мен инфекциялар дереу анықталмайды.

Қорғаныс шараларына қарамастан, әртүрлі вирустар қанмен бірге жиі кездеседі. Мысалы, герпес, цитомегаловирус, папилломавирус. Сондай-ақ, гепатит кейде беріледі, өйткені тестілер гепатиттің қанға енгенінен бірнеше ай өткен соң анықтай алады.
Жаңа қанды тек 42 күн (шамамен) және бірнеше сағат салқындатпай-ақ сақтауға болады. АҚШ статистикасы бір күнде қан жоғалту салдарынан шамамен 46 адам қайтыс болады - және бұл ғалымдардың (тек штаттарда ғана емес) ондаған жылдар бойы қолайлы қан алмастырғышты іздестіруінің тағы бір себебі.

Жасанды қан барлық проблемаларды құтқарады. Жасанды қан нақтыға қарағанда жақсы болуы мүмкін. Ол кез-келген топтағы емделушілерге жарамды деп елестетіп көріңіз, ол қарапайым қанға қарағанда ұзақ сақталады және көп жағдайда, тез әрі көп мөлшерде жасалады. Сонымен қатар, жасанды қанның құнын донорлардың қанынан арзан жасауға болады.

Гемоглобин дағдарысы

Жасанды қан жасау әрекеттері шамамен 60 жыл бойы жалғасып келеді. Егер біз Кеңес хирургі Владимир Шамовтың 1928 жылы алғаш рет жүргізілген кадраврлық қан құю тәжірибесін негізге алсақ, онда қарапайым донорлар емес, қан құюдың жолы 90 жылға жуықтайды.

Кадративті қан құрамындағы фибриноген ақуызының болмауына байланысты қан ұйыған емес, сақтау үшін тұрақтандырғышты қажет етпейді және кез келген қан тобы бар пациентке құюға болады. Сіз оны көп алуға болады - бір мәйітке орташа есеппен 2,9 литр қан дайындауға мүмкіндік береді.

1930 жылы кеңестік хирург және ғалым Сергей Юдин кенеттен қайтыс болған адамдарға клиникада алғаш рет қан құюды қолданды. Кейіннен алынған тәжірибе Екінші дүниежүзілік соғыс жылдарында сәтті қолданылды, сол кезде өлгендерден алынған қан көбінесе жараланған сарбаздардың өмір сүруінің жалғыз мүмкіндігі болды.

Синтетикалық қанмен алғашқы, салыстырмалы түрде сәтті тәжірибелер өткен ғасырдың 80-ші жылдары, ғалымдар ағзаларға оттегі жеткізу мәселесін шешуге тырысқан кезде басталды. Жасанды жасушалар ақуыз оттегін тасымалдайтын адам тазартылған гемоглобиннен жасалды. Алайда, жасушадан тыс гемоглобин ағзалармен нашар байланысады, тіндерді зақымдайды және вазоконстрикцияға әкеледі. Алғашқы қан алмастырғыштардың клиникалық зерттеулерінде кейбір науқастар инсульт алған. Тәжірибелер мұнымен аяқталған жоқ, тек қанды алмастырғыштарда гемоглобин молекулалары арнайы синтетикалық полимердің қабатын алды.

Қан. Тек су қосыңыз

Қорғалған молекулалар - бұл су құйып кез келген жерде қолдануға болатын ұнтақтар. Синтетикалық жасушаларды кез-келген қан түрімен қолдануға болады және бөлме температурасында ұзақ уақыт сақтауға болады. Алайда, олар ауыр қан жоғалтуға көмектеспейді және науқасқа донордан нақты қан құйылмайынша қолдау көрсетеді.

Тағы бір зерттеуде гемоглобиннің орнына перфторкөміртектер қолданылды. Бұл барлық сутегі атомдары фтор атомдарымен алмастырылатын көмірсутектер. Олар көптеген газдарды, соның ішінде оттегіні ерітеді.

Бұл бөтелкелерде оксицит, бірнеше перфтор көмірсутектерден тұратын ақ жасанды қан бар

Флуозол-ДА-20 перфлуорокарбон негізіндегі гемоглобин Жапонияда жасалды және 1979 жылы қарашада АҚШ-та алғаш рет сыналды. Алғашқыларды діни себептермен қан құюдан бас тартқан науқастар қабылдады. 1989 жылдан 1992 жылға дейін Флуозолды 40 000-нан астам адам қолданған. Дәрі-дәрмекті сақтау қиындықтары мен қымбаттығына байланысты оның танымалдылығы төмендеп, өндіріс жабылды. 2014 жылы оксицит перфторкөміртегі пайда болды, бірақ белгісіз себептермен сынақтар азайтылды.

Ірі қара гемоглобиніне негізделген қан алмастырғышты жасауға әрекет жасалды. Гемопураның оттегі тасымалдаушысы 36 ай бойы бөлме температурасында тұрақты болды және барлық қан топтарына сәйкес келеді. Hemopure Оңтүстік Африкада коммерциялық сатылымға 2001 жылдың сәуірінде бекітілген. 2009 жылы Hemopure өндірушісі АҚШ-тағы адамдарда өнімді клиникалық сынақтан өткізуге рұқсатынсыз банкротқа ұшырады.

Еліктеушілердің қиын жолы

Гемоглобин молекулаларына полимерлі жабынды қолдану жасанды қанның құнын төмендетпейтін ауыртпалықты процесс. Сонымен қатар, гемоглобин проблеманың бір бөлігі ғана. Әрбір жасушалар жиынтығы (қызыл қан жасушалары, тромбоциттер және лейкоциттер) организм үшін өзіндік мағынаға ие. Қан алмастырғыштар саласындағы даму негізінен қанның тек бір функциясын: ұлпаларды оттегімен қамтамасыз етуге бағытталған. Басқаша айтқанда, эритроциттердің оттегін тасымалдайтын аймақ ғалымдар үшін өте қауіпті.

Биофизик Михаил Пантелеев жасанды қан проблемалары туралы мақалада айтқандай, соңғы жылдары олар кішкентай қан кетумен жарақаттарды қалпына келтіруге жауап беретін тромбоциттерді имитациялау саласында айтарлықтай алға баса алды. Ғалымдар липосома немесе нанокапсуладан жүздеген нанометр мөлшерін алып, оған қажетті ақуыздарды енгізеді. Жасанды тромбоциттер адамның қан жоғалтуында болатын бірнеше аз тромбоциттер үшін тірек табуға мүмкіндік береді. Денеде тромбоциттер болмаған кезде, жасанды заттар көмектеспейді.

Жасанды тромбоциттер нақты тірі жасушалардың барлық функцияларын атқармайтындығына қарамастан, төтенше жағдайларда қан кетуді сәтті тоқтата алады.

Бұл теңіз құрттарынан қанға ұқсайды

Дұрыс ақуыздармен сіз көптеген қызықты нәрселер жасай аласыз. Бабеш-Бояй университетінің румындық ғалымдары құрамында темір бар белок гемеритрині негізінде жасанды қан алмастырғыш жасалды, оны теңіз құрттарының кейбір түрлері оттегін тасымалдау үшін пайдаланады. Райс университетіндегі биохимиктер тобы тереңдеп, кит бұлшықеттерінен ақуыздарды қолдана бастады. Киттерде адамның қанынан гемоглобинге ұқсас бұлшықеттерде оттегі жинайтын миоглобин бар екені белгілі болды. Бұлшықеттерде оттегінің көп мөлшері бар терең теңіз жануарлары ұзақ уақыт бойына көрінбеуі мүмкін. Кит ақуызын зерттеу негізінде жасанды қызыл қан жасушаларында гемоглобин синтезінің тиімділігін арттыруға болады.

Дененің иммундық жүйесінің ажырамас бөлігі болып табылатын ақ қан клеткаларының жағдайы әлдеқайда нашар. Сол эритроциттерді, оттегі тасымалдаушыларын жасанды аналогтармен алмастыруға болады - мысалы, Ресейде жасалған перфлюоран. Лейкоциттер үшін бағаналы жасушалардан жақсы ештеңе ойлап табылған жоқ, бірақ жол бойында жаңа хостқа қарсы жасушалардың агрессивті әрекеттерімен байланысты көптеген қиындықтар болды.

Нанобол

Гипотетикалық молекулалық нанотехнологияны және гипотетикалық медициналық нанороботехнологияны медициналық қолдану туралы алғашқы техникалық зерттеудің авторы Роберт Фрейтас жасанды қызыл қан жасушасын жасаудың егжей-тегжейлі жобасын жасады, оны «респироцит» деп атады.

2002 жылы Фрейтас өзінің Roboblood кітабында (роботты қан) жасанды қан тұжырымдамасын ұсынды, онда биологиялық жасушалардың орнына 500 трлн наноробот болады. Фрейтас болашақтағы қанды құрайды, олар газдар, глюкоза, гормондар алмасуға, қалдық клеткалардың компоненттерін алып тастауға, цитоплазманың бөліну процесін жүзеге асыруға және т.б. қабілетті күрделі көп сегментті нанотехнологиялық медициналық роботты жүйе түрінде келеді.

Тұжырымдама жасалған кезде жұмыс керемет көрінді, бірақ 15 жылдан кейін, яғни 2017 жылы, жапон ғалымдары ДНҚ-мен басқарылатын биомолекулярлық микроботтың жасалатынын жариялады. Жапон зерттеушілері нанотехнологияның ең күрделі мәселелерінің бірін шешті - олар синтетикалық жалғыз ішекті ДНҚ қолдану арқылы құрылғының қозғалу механизмін ұсынды.

2016 жылы швейцариялық ғалымдар Nature Communication журналында адамның ішінде операция жасай алатын нанороботтың прототипін жасау туралы зерттеу жариялады. Дизайнда қозғалтқыштар немесе қатаң қосылыстар жоқ, дененің өзі тірі тіндерге үйлесетін гидрогельден жасалған. Бұл жағдайда қозғалыс магнитті нанобөлшектерге және электромагниттік өріске байланысты.

Фрейтас осы зерттеулерді басшылыққа ала отырып, оптимистік болып қала береді: ол 20-30 жылдан кейін адам қанын глюкоза мен оттегімен қоректенетін нанороботтармен алмастыруға болатынына сенімді. Жапон ғалымдары ағзадағы глюкозадан электр энергиясын өндіруді үйренді.

Діңгекті жасуша қаны

Сүйек кемігінен алынған гемопоэтикалық бағаналы жасушалар қан жасушаларының барлық түрлерін тудырады

2008 жылы адам ағзасынан алынған плюропотентті бағаналы жасушалардан (түрлі функцияларды алуға қабілетті) қан жасушаларын шығаруға мүмкіндік туды. Діңгекті жасушалар қызыл қан клеткаларының ең жақсы көзі екендігі дәлелденді.

2011 жылы Пьер және Мари Кюи (Франция) университетінің зерттеушілері зертханада өсірілген қызыл қан жасушаларының еріктілеріне алғашқы кішкентай трансфузия жасады. Бұл жасушалар кәдімгі қызыл қан жасушалары сияқты өмір сүрді, олардың шамамен 50% -ы трансфузиядан кейін 26 күн өткен соң қанда жүреді. Тәжірибеде еріктілерге 10 миллиард жасанды жасуша құйылды, бұл 2 миллилитр қанға тең.

Тәжірибе сәтті өтті, бірақ тағы бір мәселе туындады - бір гемопоэтикалық бағаналы жасуша 50 мыңға жуық қызыл қан жасушаларын шығарып, содан кейін қайтыс болды. Жаңа бағаналы жасушаларды алу арзан процесс емес, сондықтан бір литр жасанды қанның құны тым жоғары болды.

2017 жылы NHS қан және трансплантациясының ғалымдары Бристоль университетінің әріптестерімен бірлесіп, гемопоэтическая бағаналы жасушалармен тәжірибелер өткізді. Жасуша неғұрлым ертерек болса, оның қалпына келу қабілеті соғұрлым жоғары болады - демек, бір ғана гемопоэтикалық жасушаның көмегімен тышқанның барлық қан құрайтын тіндерін қалпына келтіруге болады. Ғалымдар жасанды қан шығару үшін бағаналы жасушаларды дамудың алғашқы кезеңдерінде қолдана білді, нәтижесінде оны шексіз мөлшерде өндіруге мүмкіндік туды.

Осындай жолмен құрылған қызыл қан клеткалары 2017 жылдың соңында адамдарда сынақтан өтеді. Эритроциттердің қолайлы жасушалардан үздіксіз пайда болуы жасанды қанның құнын төмендетеді, бірақ оның болашағы клиникалық сынақтардан өтуге байланысты.

Табысты клиникалық сынақтардан кейін де қарапайым донорларды ешкім алмастыра алмайды. Жасанды қан пайда болуының алғашқы жылдарында сирек кездесетін қан түрі бар адамдарға, ыстық нүктелерде және әлемнің ең кедей елдерінде көмектеседі.