Το αίμα είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό υγρό στο σώμα. Όχι μόνο μεταφέρει ζωτικά θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο σε όλα τα όργανα του σώματος, αλλά βοηθά επίσης στην απομάκρυνση των αποβλήτων και καταπολεμά τις λοιμώξεις. Μερικές φορές ένα άτομο μπορεί να έχει μια διαταραχή του αίματος, που προκαλεί το αίμα του να μην λειτουργεί όπως θα έπρεπε. Μία από αυτές τις διαταραχές είναι η δρεπανοκυτταρική αναιμία, η οποία επηρεάζει τα ερυθρά αιμοσφαίρια του σώματος. Η δρεπανοκυτταρική αναιμία είναι η πιο κοινή γενετική ασθένεια στις Ηνωμένες Πολιτείες, με υψηλό επιπολασμό σε άτομα αφρικανικής καταγωγής.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι αίματος και μερικοί είναι πιο σπάνιοι από άλλους. Οι άνθρωποι μπορεί να έχουν σπάνιους τύπους αίματος που δυσκολεύουν τη μετάγγιση εάν έχουν ατύχημα ή χρειάζονται χειρουργική επέμβαση. Για παράδειγμα, η ΑΒ αρνητική είναι η πιο σπάνια ομάδα αίματος με μόνο το 1% του γενικού πληθυσμού να την έχει. Για να βοηθήσει στην καταπολέμηση αυτών των προβλημάτων, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τη μονάδα Αίματος και Μεταμοσχεύσεων (NHSBT) του Ηνωμένου Βασιλείου ξεκίνησε την πρώτη κλινική δοκιμή για τη μετάγγιση ερυθροκυττάρων που έχουν αναπτυχθεί στο εργαστήριο σε ζωντανό άνθρωπο.
Τι είναι τα ερυθρά αιμοσφαίρια;
Το αίμα αποτελείται από ένα υγρό που ονομάζεται πλάσμα και έχει τρεις κύριους τύπους κυττάρων: αιμοπετάλια, λευκά αιμοσφαίρια και ερυθρά αιμοσφαίρια. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια παράγονται στο μυελό των οστών που βρίσκεται στη μέση των περισσότερων οστών. Ο μυελός των οστών περιέχει βλαστοκύτταρα που μπορούν να γίνουν ερυθρά αιμοσφαίρια, λευκά αιμοσφαίρια ή αιμοπετάλια. Η κύρια δουλειά των ερυθρών αιμοσφαιρίων είναι να μεταφέρουν οξυγόνο σε όλο το σώμα. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια περιέχουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται αιμοσφαιρίνη, η οποία μεταφέρει οξυγόνο. Ο σίδηρος από τη διατροφή μας είναι βασικό συστατικό της αιμοσφαιρίνης.
Εάν ένα άτομο έχει χαμηλό αριθμό ερυθρών αιμοσφαιρίων, μπορεί να γίνει αναιμικό, μπορεί να παρουσιάσει κόπωση, ζαλάδα και άλλα προβλήματα. Η πιο κοινή μορφή αναιμίας είναι η σιδηροπενική αναιμία, η οποία μπορεί να επιλυθεί μέσω διατροφικών αλλαγών και συμπληρωμάτων. Η δρεπανοκυτταρική αναιμία μπορεί επίσης να προκαλέσει αναιμία. Εάν ένα άτομο έχει δρεπανοκυτταρική αναιμία, τα ερυθρά του αιμοσφαίρια – τα οποία έχουν φυσιολογικό σχήμα σαν ντόνατ χωρίς να έχει ανοίξει η τρύπα – αποκτούν σχήμα C. Αυτό εμποδίζει την αιμοσφαιρίνη να μεταφέρει οξυγόνο εξίσου αποτελεσματικά. Τα κύτταρα γίνονται επίσης πολύ κολλώδη και άκαμπτα, με αποτέλεσμα να συσσωρεύονται και να φράζουν τα αιμοφόρα αγγεία.
Αύξηση ερυθρών αιμοσφαιρίων
Μια ομάδα ερευνητών εργάζεται για την ανάπτυξη ερυθρών αιμοσφαιρίων σε εργαστηριακό περιβάλλον από το 2009. Ο Δρ. Cedric Ghevaert, καθηγητής ιατρικής μετάγγισης και σύμβουλος αιματολόγος στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και στο NHS Blood and Transplant, και επικεφαλής ερευνητής αυτής της κλινικής δοκιμής, είπε ότι αποφάσισαν να αναπτύξουν ερυθρά αιμοσφαίρια σε ένα εργαστήριο επειδή «ήξεραν ότι αυτή η τεχνολογία μπορεί να Βοηθήστε ασθενείς με [μια] σπάνια ομάδα αίματος για τους οποίους είναι δύσκολο να βρεθούν συμβατοί αιμοδότες και για ασθενείς με ισόβιες ανάγκες μετάγγισης για τους οποίους τα ερυθρά αιμοσφαίρια με μεγαλύτερο χρόνο ημιζωής θα ήταν εξαιρετικά ωφέλιμα».
Για παράδειγμα, ο Δρ Ghevaert είπε ότι μπορούν να αναπτύξουν ερυθρά αιμοσφαίρια από βλαστοκύτταρα που φέρουν πολύ σπάνιες ομάδες αίματος. Σύμφωνα με έναν εκπρόσωπο του NHSBT, για την ανάπτυξη ερυθρών αιμοσφαιρίων σε εργαστηριακό περιβάλλον, χρησιμοποιούν βλαστοκύτταρα από δότες, τα οποία απομονώνουν από μια τυπική δωρεά ολικού αίματος. Στη συνέχεια, τα βλαστοκύτταρα τοποθετούνται σε ένα θρεπτικό διάλυμα. Σε διάστημα 18-21 ημερών, το διάλυμα ενθαρρύνει τα κύτταρα να πολλαπλασιαστούν και να εξελιχθούν σε πιο ώριμα κύτταρα. Οι ερευνητές απαιτούν 24 λίτρα θρεπτικού διαλύματος και κυττάρων για να φιλτράρουν μία έως δύο κουταλιές της σούπας ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Αυτή η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα δικτυοερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία είναι νεαρά ερυθρά αιμοσφαίρια. Πριν εγχυθούν τα κύτταρα σε ένα άτομο, τα κύτταρα καθαρίζονται περαιτέρω χρησιμοποιώντας το ίδιο είδος φίλτρου που χρησιμοποιείται όταν υποβάλλονται σε επεξεργασία τακτικές αιμοδοσίες για την απομάκρυνση των λευκών αιμοσφαιρίων. Το τελικό προϊόν στη συνέχεια αποθηκεύεται και καταψύχεται για έως και 10 ημέρες σε ένα μικρό αποστειρωμένο φιαλίδιο που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ερυθρών αιμοσφαιρίων για μετάγγιση.
Μετάγγιση εργαστηριακών ερυθρών αιμοσφαιρίων
Σε αυτή την κλινική δοκιμή, οι ερευνητές θα πάρουν τα εργαστηριακά ερυθρά αιμοσφαίρια και θα τα μεταγγίσουν σε ζωντανό άνθρωπο. Δύο άτομα φέρεται να έχουν ήδη λάβει μεταγγίσεις ερυθρών αιμοσφαιρίων που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο χωρίς καμία επιπλοκή. Για αυτήν τη μελέτη, τουλάχιστον 10 άτομα θα λάβουν δύο μίνι μεταγγίσεις – μια από τα τυπικά δωρεά ερυθρά αιμοσφαίρια και μια άλλη από κύτταρα που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο – με διαφορά τουλάχιστον 4 μηνών.