Οι επιστήμονες σήμερα εργάζονται για τη δημιουργία τεχνητού αίματος το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατο για την σωτηρία ανθρώπινων ζωών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.

Όλοι είμαστε ενήμεροι για τις συνεχείς εκκλήσεις για δωρεά αίματος. Ωστόσο το αίμα από δότες ενώ είναι πολύτιμο εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους για τους αποδέκτες, συμπεριλαμβανομένων ασθενειών όπως η ηπατίτιδα C ή ο ιός του Aids..

Ίσως λοιπόν σε αυτές τις ακραίες περιπτώσεις μια τεχνητή μορφή αίματος να ήταν προτιμότερη. Με την προσθήκη μιας μικρής ποσότητας νερού θα μπορούμε να έχουμε ένα λίτρο της ομάδας αίματος ρέζους αρνητικό, η οποία θα μπορούσε να μεταφερθεί πολύ εύκολα σε περιοχές που είναι αναγκαίο ή να φυλαχτεί για μελλοντική χρήση.

Ο Lance Twyman από το πανεπιστήμιο του Sheffield εργάζεται για την επίτευξη αυτού του σκοπού, της ευρείας χρήσης του πλαστικού αίματος.

Ο Twyman ασχολείται αρκετό καιρό με τη δημιουργία μορίων τα οποία θα μιμούνται τα φυσικά προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων συνθετικών ενζύμων που χρησιμοποιούνται στην κατάλυση αντιδράσεων.

Αρχικά ο Twyman ασχολήθηκε με την πορφυρίνη, κυκλικό μόριο το οποίο σχηματίζει δεσμούς με μέταλλα όπως ο σίδηρος.

«Ο σίδηρος βρίσκεται στο κέντρο του μορίου, όπως η αιμογλοβίνη», σχολιάζει ο Twyman.

Οι καταστάσεις όμως στη φύση δεν είναι ακριβώς όμοιες. Αν και η πρωτεΐνη αιμογλοβίνη, η οποία βρίσκεται στα κόκκινα κύτταρα του αίματος και φέρει οξυγόνο, περιέχει πορφυρίνη για τη δέσμευση οξυγόνου, από μόνη της δεν είναι ιδιαίτερα ικανή.

«Εάν συνδυαστεί η χημεία της πορφυρίνης και των πολυμερών, είναι δυνατή η δημιουργία ενός μορίου το οποίο θα μιμείται την αιμογλοβίνη», σχολιάζει ο Twyman.


Η δέσμευση του οξυγόνου

Αν και η δημιουργία τέλειων συστατικών αίματος προς το παρόν παραμένει για τους κλινικούς επιστήμονες ένα όνειρο, ο σχηματισμός ενός συστατικού το οποίο θα μεταφέρει οξυγόνο σε όλο το κυκλοφοριακό σύστημα φαίνεται να είναι εφικτός.

Ο Twyman μετά από μια έρευνα πέντε ετών έχει μόλις καταφέρει να δημιουργήσει αυτή τη δομή συνδυάζοντας την πορφυρίνη με μονομερή τα οποία συντελούν στη δημιουργία μιας διακλαδικής δομής.

Το μόριο το οποίο συνέθεσε ο Twyman παρουσιάζει αρκετές ομοιότητες με την αιμογλοβίνη τόσο σε μέγεθος αλλά και σε σχήμα ενώ διαθέτει παρόμοιο περιβάλλον γύρω από τον πυρήνα της πορφυρίνης που χρησιμεύει στη σύνδεση με το σίδηρο και την απελευθέρωση οξυγόνου. Επίσης η πολυαιθυλενική γλυκόλη (PEG), ένα διαλυτό πολυμερές που χρησιμοποιείται στην δημιουργία της δομής, χρησιμοποιείται ήδη σε ιατρικές εφαρμογές.

Πως είναι όμως εξωτερικά αυτό το αίμα; Το πλαστικό αίμα του Twyman είναι σκούρο κόκκινο. Όπως και στο αληθινό αίμα, το χρώμα του οφείλεται στην πορφυρίνη.

Η εισαγωγή όμως πλαστικού αίματος στο ανθρώπινο σώμα, ακόμα και για τη σωτηρία μιας ανθρώπινης ζωής, ίσως να φαίνεται ότι είναι μια επικίνδυνη πρακτική. Ο Twyman όμως διαβεβαιώνει ότι η προφυρίνη που χρησιμοποιείται είναι φυσικό προϊόν. Επίσης τονίζει ότι το περιεχόμενο του πολυμερούς θα μπορούσε να αγνοηθεί από το ανοσοποιητικό σύστημα. Παρόλα αυτά μέχρι σήμερα οι θεωρίες του Twyman βρίσκονται ακόμα σε πειραματικό στάδιο.

«Προς το παρόν, δεν γνωρίζουμε πολλά για το χρόνο ζωής του πολυμερούς μέσα στο ανθρώπινο σώμα. Παρόλα αυτά οποιοσδήποτε χρόνος ζωής θα αποτελούσε σημαντικό πλεονέκτημα».

Σε αντίθεση με το αληθινό αίμα το πλαστικό είναι πολύ πιο εύχρηστο και παρουσιάζει αρκετή ευστάθεια σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή την περίοδο βρίσκεται σε εξέλιξη η έρευνα για τη δημιουργία μιας δομής δεύτερης γενιάς.


Η άμυνα

Ο καθηγητής Adrian Newland, πρόεδρος του Royal College of Pathologists, εκφράζει κάποιες ανησυχίες για τη χρήση της πολυαιθυλενικής γλυκόλης (PEG) στην διαδικασία της μετάγγισης, αν και η μικρής κλίμακας ιατρική χρήσης της είναι ευρέως διαδεδομένη σε σχέση με τη χορήγηση φαρμάκων.

Ο Newland αναφέρει χαρακτηριστικά: «Η ποσότητα της πολυαιθυλενικής γλυκόλης που μεταδίδεται μέσω του τεχνητού αίματος είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από αυτή που μεταφέρεται στον οργανισμό μας μέσω της απλής χορήγησης φαρμάκων. Θα πρέπει να υπάρχει μια λογική εξήγηση για το τι ακριβώς συμβαίνει στην αιθυλενογλυκόλη όταν χορηγείται σε τέτοιες ποσότητες».

Ο Newland συνεχίζει λέγοντας ότι η τροποποιημένη αιμογλοβίνη δεν παραμένει για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα στην κυκλοφορία του αίματος κάτι το οποίο μπορεί να προκαλέσει αλλεργικές αντιδράσεις. Όμως από τη στιγμή που η αιμογλοβίνη θα αφαιρεθεί από τα κόκκινα κύτταρα του αίματος, δεν είναι αναγκαίος ο έλεγχος της συμβατότητας.

Μια δομή λοιπόν η οποία θα φέρει οξυγόνο και θα μιμείται την αιμογλοβίνη πρόκειται να έχει ενιαία χαρακτηριστικά, αν και η αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος και ο χρόνος παραμονής στην κυκλοφοριακή ροή είναι ακόμα άγνωστα.

«Η χρήση τεχνητού αίματος όμως ουσιαστικά μας απαλλάσσει από τον κίνδυνο της μετάδοσης ασθενειών από τους δότες στους λήπτες και το άγχος της έλλειψης των αναγκαίων ποσοτήτων».

Ενώ ο Twyman πιστεύει ότι η δουλειά του ίσως κάποια μέρα να φανεί χρήσιμη σε στρατιωτικές αποστολές, το υπουργείο Άμυνας της Βρετανίας εμφανίζεται απρόθυμο να διαπραγματευτεί έως ότου γίνουν περαιτέρω έρευνες.

Προς το παρόν πάντως δείγμα του πλαστικού αίματος εκτίθεται στο Μουσείο Επιστήμης του Λονδίνου στο πλαίσιο έκθεσης για την ιστορία των πλαστικών.


Πηγή: Guardian, Pathfinder