211service.com
Syntetyki Zatrzymaj Krwawienie
Wykazano, że nanocząsteczki zaprojektowane w celu naśladowania zdolności płytek krwi do krzepnięcia szybko zmniejszają krwawienie u gryzoni z przeciętymi tętnicami. Syntetyczne cząsteczki, które przyklejają się do własnych płytek krwi, tamują krwawienie skuteczniej niż lek krzepnięcia stosowany obecnie w celu powstrzymania niekontrolowanej utraty krwi. Pomagamy w tworzeniu skrzepu, mówi Erin Lavik , bioinżynier z Case Western University w Cleveland, który kierował badaniami.
Namawianie skrzepów: Widoczny tu przekrój skrzepu po urazie tętnicy udowej. Komórki mięśniowe są pokazane na niebiesko; Nanocząsteczki, które mają wiązać się z płytkami krwi w celu zwiększenia krzepliwości krwi, są zaznaczone na zielono.
Jeśli dalsze testy odniosą sukces, naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia nanocząsteczki będą mogły zostać wstrzyknięte wkrótce po urazie spowodowanym przez ratowników medycznych lub na polu bitwy. Wczesne testy bezpieczeństwa są obiecujące, ale opracowanie bezpiecznych metod leczenia krzepnięcia krwi było wyzwaniem. Mówi się, że istnieje równowaga między dwoma krawędziami miecza – za dużo krwawienia i za dużo krzepnięcia Mortimer Poncz , lekarz z University of Pennsylvania Medical School w Filadelfii, który nie był zaangażowany w badania. Nie chcesz przestać krwawić w nodze, ale umrzeć na atak serca lub udar.
Niekontrolowane krwawienie jest główną przyczyną zgonów związanych z urazami. Istniejące metody tamowania utraty krwi ograniczają się w dużej mierze do leczenia otwartych ran lub stosowania na sali operacyjnej. Żaden z nich nie okazał się skuteczny w tamowaniu krwawienia wewnętrznego przed przybyciem do szpitala.
Po urazie organizm uruchamia własną kaskadę krzepnięcia poprzez aktywację płytek krwi. Te komórki krwi w kształcie dysku przekształcają się w kolczaste, lepkie komórki, które przylegają do siebie i do cząsteczek w miejscu urazu, tworząc skrzep krwi. Lekarze mogą już usprawnić proces krzepnięcia za pomocą leków lub materiałów, które zawierają cząsteczki w kaskadzie krzepnięcia. Jednym z takich leków jest NovoSeven, syntetyczne białko pochodzące z ludzkiego genu. Ale ten lek jest niezwykle drogi, kosztuje od 10 000 do 30 000 dolarów, a niektórzy chirurdzy urazowi kwestionują jego skuteczność.
Próby naśladowania samych płytek krwi jak dotąd nie powiodły się. Naukowcy zmodyfikowali czerwone krwinki i specyficzne dla krwi białka, aby wiązały się z płytkami krwi, ale te cząsteczki mogą gromadzić się w łożyskach naczyń włosowatych, zwiększając ryzyko [niebezpiecznych skrzepów krwi], mówi Lavik.
Lavik i jego współpracownik James Bertram, absolwent Yale, opracowali teraz nanocząsteczkę wystarczająco małą, aby swobodnie przepływać przez naczynia włosowate. Ma również specyficzną lepkość płytek krwi. Cząstka ma rozmiar około jednej trzeciej normalnej płytki.
Każda cząsteczka ma rdzeń polimerowy pokryty glikolem polietylenowym (PEG) – rozpuszczalną w wodzie cząsteczką, która zapobiega przywieraniu ich do siebie lub do naczyń krwionośnych. Cząsteczki PEG są również zwieńczone sekwencją peptydową, która wiąże się z aktywowanymi płytkami krwi. Ludzie wcześniej wykazali, że aktywowane płytki krwi wiążą się z [tą sekwencją], więc zoptymalizowaliśmy chemię, aby odsłonić cząsteczkę, prezentując je aktywowanym płytkom krwi, mówi Lavik, który został rozpoznany przez Przegląd technologii jako TR35 Young Innovator w 2003 roku.
Po wstrzyknięciu do krwiobiegu szczurów z nacięciem w tętnicy udowej – dużej tętnicy w mięśniach ud – nanocząsteczki wiązały aktywowane płytki krwi w miejscu urazu. Leczenie skróciło o połowę czas krwawienia u szczurów z około czterech minut do dwóch, co okazało się skuteczniejsze niż NovoSeven. Badanie zostało opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie Nauka Medycyna Translacyjna .
Lavik mówi, że te dwie metody leczenia mogą okazać się komplementarne. Jak mówi, NovoSeven pomaga zbudować sieć fibrynową, która ma kluczowe znaczenie w budowaniu skrzepu. Być może syntetyczne płytki krwi mogą pomóc w budowaniu skrzepu, a lek może pomóc w jego stabilizacji.
Wygląda na to, że może być przydatny do kontrolowania krwawienia na polu bitwy, mówi John Weisel , biolog z Penn Medical School, który nie był zaangażowany w badania.
Wczesne badania sugerują, że nanocząsteczki są bezpieczne, co stanowi główny problem w leczeniu poprawiającym krzepliwość krwi. Badając oznakowane fluorescencyjnie wersje nanocząsteczek, naukowcy odkryli, że cząsteczki te są łatwo usuwane z organizmu. A cząsteczki nie gromadzą się w nieuszkodzonych tkankach, takich jak płuca lub nerki, tworząc niebezpieczne skrzepy. Jak mówi Lavik, przy bardzo dużych dawkach – w stężeniu prawie zbyt dużym, aby przejść przez strzykawkę – cząstki powodowały u niektórych zwierząt problemy z oddychaniem. Ale tak wysoka dawka nie jest konieczna do uzyskania korzyści w krzepnięciu krwi, mówi.
Niemniej jednak potrzebne są szeroko zakrojone testy, zanim cząstki będą mogły być stosowane u ludzi. Wczesne badania wyglądają bardzo obiecująco, ale ludzki system jest inny niż szczurzy, mówi Rutledge Ellis-Behnke, badacz z MIT. Należy uważać, aby nie pokryły one wnętrza płuc i nie zmniejszały ilości tlenu przenoszącego się do czerwonych krwinek.
Naukowcy planują przetestować cząstki na większych zwierzętach, które są bardziej zbliżone do układu krążenia człowieka, a także na różnego rodzaju urazach, na przykład naśladujących urazy wybuchowe, które są szczególnie powszechne wśród żołnierzy w Iraku i Afganistanie.