Автор: Nastya

В экстренных клинических ситуациях, когда пациент нуждается в переливании крови, а крови нужной группы нет, допускается использование «универсальной» группы I(0). Однако её всегда не хватает. Один из путей решения этой проблемы — превращение крови других групп в универсальную. Недавно был сделан очередной научный шаг в этом направлении.

Ранее мы писали о том, что группа крови — это биологическая константа, передающаяся от родителей. Тем не менее, теоретически (и даже на практике уже накоплено немало примеров) отклонения от прописанного в генах пути всё же возможны.

Если говорить о самой важной системе групп крови АВ0, решающим фактором здесь является наличие на эритроцитах антигена А или В, или обоих сразу. Соответственно, когда их нет, кровь считают условно универсальной, и при её переливании любому реципиенту риски нежелательных реакций существенно снижаются.

Антигены А и В — это цепочки молекул сахаров, прикреплённые к эритроцитам. Таким образом, если их убрать, группы А(II), В(III), АВ(IV) можно превратить в 0(I), ту самую универсальную группу.

Научные исследования в этом направлении ведутся уже несколько десятилетий. В 1982 году американские учёные впервые представили возможное решение. Они выделили из кофейных зерен вещество, которое удаляло молекулы сахара с поверхности эритроцитов. Таким образом, группу В(III) удалось преобразовать в 0(I). Однако в процессе клинических испытаний выяснилось, что эффективность работы фермента была недостаточной, и для достижения нужного результата требовалось использовать его в больших количествах. В итоге схему признали неработоспособной.

Спустя десятки лет более подходящий вариант был найден в кишечнике человека. Там обитают килограммы бактерий, участвующих в нашем пищеварении и других важных процессах.

Жить в кишечнике непросто. Изнутри он покрыт скользкими сахарами, защищающими стенку от вредителей. Многие симбиотические бактерии приспособились, расщепляя углеводную защиту с помощью ферментов и цепляясь за стенки кишечника.

В 2019 году канадские учёные смогли идентифицировать среди почти двух десятков тысяч генов микроорганизмов, населяющих человеческий кишечник, ферменты бактерии Flavonifractor plautii. Эти ферменты обладали уникальным свойством — расщепляли сахарные антигены. В отличие от «кофейных» предшественников, даже в небольших концентрациях это вещество «отцепляло» антиген А, превращая А(II) в 0(I).

Тем временем другие учёные изучали бактерию с не менее сложным названием — Akkermansia muciniphila. Выяснилось, что это очень полезный и нужный человеку микроорганизм, снижение численности которого приводит к многочисленным заболеваниям, начиная с сахарного диабета и заканчивая воспалением кишечника и онкологией.

Более подробно исследовав биохимию Akkermansia muciniphila, учёные обнаружили, что эта бактерия вырабатывает ферменты, успешно удаляющие антигены А и В. По сравнению с предыдущими вариантами, вещество начинало действовать быстрее — всего через 30 минут, удаляя все антигены системы АВ0. Тем не менее, пока рано говорить о достижении идеального результата — почти в 9% случаев всё же возникали нежелательные реакции. Но на сегодняшний день эти исследователи ближе всех к решению проблемы искусственного превращения крови других групп в универсальную. Следующий шаг — клинические испытания безопасности. Будем наблюдать!

Азат Яхъяев

Мигрень — актуальная проблема для современного человека. Порой для борьбы с головной болью люди начинают искать альтернативу прописанным врачом таблеткам. Например, кровопускание (не повторять дома!). Датские ученые проверили, насколько этот метод эффективен.

Кровопускание, или, как еще говорят ученые, флеботомия, — метод, который использовали еще древние индейцы, греки и египтяне. Нередко чрезмерная ретивость лекарей приводила к смерти пациентов. Подробнее об истории вопроса можно почитать в нашей статье.

Если в двух словах, современная доказательная медицина такой метод не одобряет. Кровопускание может быть применено только в очень ограниченном числе случаев. Например, при гемохроматозе — нарушении обмена веществ, которое приводит к избытку железа в тканях. Тем не менее, флеботомию продолжают выполнять последователи так называемой альтернативной медицины для лечения тех или иных болезней, в условиях различной степени стерильности, с дипломами о медицинском образовании, а зачастую и без.

В общем, миф о пользе кровопускания по-прежнему живет. В частности, при мигрени. Теоретически это может быть связано с тем, что при флеботомии снижается уровень артериального давления.

Но теория хороша, только если она подтверждена на практике, в идеале — на большом количестве людей. Кровопускание как метод лечения применяется очень редко. Однако в каждом цивилизованном государстве есть те, кто совершенно добровольно регулярно «пускает» себе кровь. Доноры — любимая когорта для исследователя! В частности, в Дании ученые изучали, как донорство сказывается на состоянии людей. Всего в исследование были включены данные 6073 доноров. Среди положительных эффектов у 14% было отмечено облегчение головной боли.

При этом в другом исследовании, в котором принимали участие уже 23064 донора, кроводачи помогали против головной боли и в целом повышали тонус у 5% мужчин и 4% женщин.

Что делают ученые, когда данные предыдущих исследований разнятся? Правильно, проводят научные изыскания на еще большей выборке! Например, общенационального регистра медицинских данных и данных о донорах Дании. Работу ученых существенно упростило то, что каждый датчанин при рождении получает уникальный пин-код и регистрируется в единой информационной системе. Здесь хранится вся информация, в том числе связанная с вопросами здоровья.

Например, реестр рецептов, которые были выписаны гражданину. И тут мы подходим ко второму важному моменту в исследовании. Как посчитать тех, у кого была мигрень? Добропорядочный датчанин, страдающий головной болью, идет к врачу. Тот выписывает ему рецепт на определенный препарат. Просто так его в аптеке не купишь — строго по назначению специалиста. Соответственно, ученые, проанализировав выдачу рецептов на препараты для лечения мигрени, сделали выводы о том, кто и как страдал от головной боли. Далее они сопоставили эти данные с информацией о том, кто при этом сдавал кровь. Применили регрессии Пуассона, прочие статистические инструменты и получили результат. Спойлер — схема нерабочая.

А теперь в цифрах. Ученые исследовали связь между активностью сдачи крови и случаями мигрени у 108873 доноров, которые пришли сдавать кровь впервые. Никакой связи не отмечено. Лечение от мигрени не повышало вероятность того, что человек пойдет сдавать кровь. При этом донации не снижали потребности в препаратах от головной боли. А что делать с теми, кто не принимает лекарства? Чтобы исключить этот фактор, ученые провели анализ данных 22375 человек — доноров, у которых были записи о генетическом риске развития мигрени. Если в двух словах, также никаких взаимосвязей.

Одним словом, команда ученых не нашла никаких доказательств в поддержку гипотезы, что регулярное донорство (читай, кровопускание) снижает потребность в лечении мигрени. Наоборот, из-за мигрени вырастало количество отводов от донации, вероятно, из-за применения препаратов из списка противопоказанных перед сдачей крови.

Означает ли это, что кровопускание не работает при мигрени? А как же многовековая практика, которая местами дожила и до сегодняшних дней? Ученые на эти вопросы пожимают плечами и говорят, что их исследования не отрицают возможного лечебного эффекта от флеботомии. Просто научно это не обосновано. Речь идет о том, что нет полноценных клинических испытаний с большими массивами данных, статистикой и прочими атрибутами доказательной медицины. За их отсутствием остается одно объяснение — эффект плацебо. Но это уже тема для отдельной статьи.

Азат Яхъяев

Недавно авторитетный журнал Nature опубликовал результаты масштабного исследования команды китайских ученых, посвященного омолаживающему эффекту определенных элементов плазмы при переливании от молодых мышей к старым. Судя по всему, это реально работает!

В поисках рецепта долголетия

Идея о том, что кровь молодых может благотворно влиять на тех, кто уже в годах, не нова. Мы как-то публиковали статью в нашем журнале с несколькими кровавыми историями. Интересно, что направление мыслей у довольно неприятных персонажей прошлого было в целом верным — если не учитывать их преступные злодеяния, конечно. В наше время группа ученых из Поднебесной провела целую серию экспериментов. Ни один человек в этот раз не пострадал. Чего, конечно, не скажешь о лабораторных мышах, ставших испытуемыми в многочисленных опытах. Но мы отвлеклись от главного.

На сегодня молекулярные биологи, генетики и прочие биохимики обладают большим багажом знаний о том, как у нас все устроено на клеточном уровне. И одной из главных задач ученых всего мира является поиск рецепта долголетия. Со временем наши клетки перестают работать в штатном режиме, стройная система воспроизводства и поддержания баланса в организме нарушается, и всех нас ждет один печальный итог. Характерными возрастными изменениями являются нарушения в клеточных структурах, геномные ошибки, истощение стволовых клеток. Стоит отметить, что это сопровождается снижением в наших клетках количества исправных митохондрий. Эти органеллы, небольшие структуры, отвечают за производство и накопление энергии, как клеточные энергетические станции.

На их функционирование влияет множество факторов, в том числе вещества, которые поступают в клетки извне. За последние 10 лет ученые серьезно продвинулись вперед в понимании того, как работает эта межклеточная коммуникация. Большую роль здесь играют везикулы — пузырьки, наполненные белками, РНК (генетический материал) и прочими полезными веществами. Они циркулируют по кровеносной системе и, попадая внутрь клетки, влияют на ее деятельность, в том числе на работу энергетических станций — митохондрий.

Китайские ученые смогли выделить чудодейственные везикулы из плазмы молодых мышей и проверили, как их введение сказывается на более старых сородичах. Кому лень читать дальше: эффект был очень положительный. Для более вдумчивых — подробности омоложения хвостатых подопытных.

Популярно о везикулярном допинге

Для начала исследователи проверили, как внутривенное вливание везикул от молодых мышей влияет на продолжительность жизни пожилых. Введение один раз в неделю в количестве 200 мкл продлевало жизнь старых мышей в среднем на 12%. Более того, подопытные после регулярных инъекций дольше сохраняли здоровый внешний вид, в частности, вливания предотвращали выпадение волос. Они были менее дряблыми, более подтянутыми и демонстрировали повышенную двигательную активность. В солидном для мышей возрасте в 24 месяца они выглядели максимум на 15!

Но самое интересное — это то, как переливания везикул повлияло на их физиологию, то есть важные жизненные функции. С возрастом самцы становятся все менее мужественными, что связано со снижением количества тестостерона. Везикулы повышали уровень «гормона мужественности», а также качество и количество сперматозоидов. В итоге «прокачанные» пожилые самцы, находясь вместе с фертильными, готовыми к зачатию самками, смогли стать отцами столько же раз, сколько их более молодые сородичи — 8 детенышей на один помет. Репродуктивные результаты старых самцов «без допинга» были в два раза меньше.

Одним из характерных признаков старения являются нарушения в работе сердца, патологические изменения, дисфункции и прочие неутешительные пункты в анамнезе. После инъекций везикул результаты эхокардиографии старых мышей становились более оптимистичными.

Частая проблема пожилых мышей (как и у людей) — это снижение плотности костей, которые становятся более хрупкими. Компьютерная томография показала, что у мышей после переливания везикул структура кости восстанавливалась, становилась менее пористой, как у молодых.

Наконец, ученые с помощью магнитно-резонансной томографии исследовали, как переливание сказывается на мозге. У старых мышей тоже бывает деменция, связанная с атрофией таких структур, как гиппокамп и кора головного мозга. Инъекции везикул позволили улучшить их состояние.

Доказано экспериментально и лабораторно

Мы уже рассказали, что омоложенные мыши были более плодовитыми. Но помимо этого они достигали больших высот во время проведения экспериментальных тестов. В частности, при прохождении водного лабиринта Морриса. Это популярный метод, который используется для оценки обучения и памяти у животных. Мышь погружают в бассейн с непрозрачной водой, в котором есть платформа для спасения. Ее не видно, потому что она располагается чуть ниже поверхности воды. Найдя платформу один раз, животное запоминает ее расположение и в следующий раз, начиная свой путь из новой точки, мышь быстрее «спасается». Так вот, у старых мышей после переливания пространственное обучение проходило более успешно. Также они были более выносливыми на беговой дорожке, почти как в годы былой молодости.

Анализ на молекулярном уровне показал, что переливание везикул действительно благотворно сказывается на количестве и работе митохондрий, в том числе в мозге, мышцах, сердце, печени, легких, почках, семенниках и селезенке — в общем, во всех значимых органах.

Также ученые проверили, как это работает in vitro, то есть в пробирке. Так принято говорить, хотя скорее всего это была круглая лабораторная посуда, которую называют чашкой Петри. Там росла и развивалась клеточная линия мышей, её исследовали с помощью генетических и биохимических методов, для понимания которых нужно долго и вдумчиво учиться в институте. Если в двух словах, лабораторные исследования помогли объяснить, как это работает на молекулярном уровне.

От мышей к людям

Последний штрих в исследовании китайских ученых — старым мышам перелили везикулы молодых людей. Результаты получились примерно такие же. То есть, в целом эта история, вероятно, универсальна. И следующим логичным шагом должны стать исследования на людях. Везикулы, в отличие от других компонентов крови, обладают меньшей иммуногенностью. То есть теоретически риски нежелательных реакций при переливании снижаются. Везикулы проще хранить. Кроме того, при концентрировании этого продукта крови можно получить лечебный эффект при переливании небольших объемов.

Насколько эта модель жизнеспособна (причем во всех смыслах)? Исследователи отмечают здесь несколько существенных моментов. Во-первых, нужно учитывать, что пожилых людей в большинстве развитых стран становится все больше, а вот молодых доноров везде не хватает. Во-вторых, как и при переливании любого компонента крови, здесь необходимо оценить риски возникновения аллергических реакций, гемолиза (разрушения эритроцитов) и передачи инфекций. Все они будут учитываться при проведении клинических испытаний для подтверждения эффективности и безопасности переливания везикул людям.

Обычно клинические исследования занимают годы. Сначала их проводят на малых группах добровольцев, а затем (при положительных результатах!) масштабируют на все большем количестве испытуемых. И только пройдя через многочисленные этапы подготовки, продукт наконец-то переходит в стадию промышленного производства. Доживем ли мы до этого? Время покажет!

Азат Яхъяев

Команды учёных из разных стран ведут исследования по созданию искусственной крови. Современная медицина предусматривает переливание отдельных её компонентов, выполняющих те или иные важные функции. Соответственно, их и пытаются синтезировать. Недавно журнал Science Translational Medicine опубликовал первые результаты применения искусственных тромбоцитов на мышах и свиньях. Выглядит перспективно.

Но сначала пару слов о тромбоцитах и для чего они нам нужны. Если упрощённо, этот компонент крови участвует в нашей защите от кровопотери. При повреждении в организме запускается целый каскад реакций. В итоге тромбоцит, который до этого спокойно путешествовал по кровотоку, резко видоизменяется, увеличивается и буквально грудью встаёт на защиту родных сосудов. У него появляются отростки, с помощью которых он цепляется к повреждённой ткани и к другим тромбоцитам. В итоге получается «заплатка», которая после восстановления стенки сосуда растворяется.

Все эти процессы довольно сложные, регулируются веществами, которые помечают место повреждения, приводят к быстрой активации тромбоцита и последующей «деактивации». Различные факторы, белки и рецепторы — опустим все эти узкоспециализированные детали и перейдём к сути проблемы.

Если рассматривать этот компонент крови с точки зрения переливания, то здесь специалисты сталкиваются с определёнными трудностями. Дело в том, что век тромбоцита недолог: по разным данным, он живёт 8-9 дней. А концентрат тромбоцитов для переливания и того меньше — до 5 суток. То есть заготавливать их начинают незадолго до клинического применения, хранят и транспортируют в строгих температурных рамках (от 20 до 24 градусов). Для снижения рисков передачи инфекций к сдаче тромбоцитов допускают только «проверенных» доноров, которые регулярно посещают центры крови. В общем, с этим компонентом крови у клиницистов всё сложно. Именно поэтому исследователи ищут им полноценную замену.

Первым шагом в этом деле стало разработка синтетических частиц, способных выполнять функции тромбоцитов. Они сделаны из гидрогеля — воды, полимеров и прочих лигандов (элементов, чтобы связать всё это в нужную структуру). Причём в искусственный компонент учёные смогли добавить вещества, которые приводят к его изменению после активации. По аналогии с «оригиналом» они увеличиваются, объединяются, закрывают брешь, а спустя определённое время уменьшаются.

Учёные протестировали искусственные тромбоциты in vitro, то есть «в пробирке», а затем на мышах и свиньях. Подопытным животным переливали настоящие компоненты крови и аналог.

«Скорость их выздоровления была сопоставимой, — комментирует участник проекта, доктор Эшли Браун из Университета Северной Каролины (США). Исследователи также отметили, что синтетические тромбоциты благополучно выводились из организма мышей и свиней, каких-либо побочных реакций во время экспериментов не возникло.

По словам учёных, по первым прикидкам, стоимость производства искусственных тромбоцитов будет такой же, как и при их нынешней заготовке — с центрами крови, донорами и прочим.

Сейчас специалисты завершают доклинические испытания эффективности и безопасности, ищут финансирование для дальнейших работ. В течение двух лет учёные надеются приступить к клиническим исследованиям — уже на добровольцах.

Источники:

https://news.ncsu.edu/2024/04/synthetic-platelets/

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adi4490

Азат Яхъяев