Znajdź zawartość

Pomimo wielu lat badań krew pobrana od dawcy pozostaje w wielu przypadkach lekiem niezastąpionym. Sytuacja ta może się jednak zmienić dzięki syntetycznym erytrocytom (czerwonym krwinkom) wytworzonym przez Nishtiego Doshiego z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Wytwarzanie syntetycznych czerwonych krwinek (ang. synthetic red blood cells - sRBC) zaczyna się od uzyskania matrycy nadającej całości soczewkowaty kształt, charakterystyczny dla erytrocytów. Na jej powierzchnię nakłada się do dziewięciu warstw mieszaniny potrzebnych białek (najważniejszym z nich jest oczywiście transportująca tlen hemoglobina) zatopionych w porowatym polimerze. Ostatnim etapem jest usunięcie matrycy z wnętrza powstających sRBC. Wytworzone w ten sposób struktury posiadają dwie podstawowe cechy czerwonych krwinek: zdolność do wydajnego przenoszenia tlenu z płuc do tkanek oraz elastyczność pozwalającą na docieranie w trudno dostępne miejsca. Dodatkowo są one w stanie przenosić wiele leków, a także substancje kontrastujące stosowane w badaniach rentgenograficznych. Chociaż w skład sRBC wchodzą białka wytwarzane przez naturalne erytrocyty, nie oznacza to, że do ich pozyskania konieczne będzie pobieranie krwi od dawców. Potrzebne składniki można bowiem uzyskiwać in vitro dzięki technikom inżynierii genetycznej. Czy to wystarczy, by możliwa była całkowita rezygnacja z usług dawców krwi? Z pewnością nie, ale wynalazek pana Doshiego jest ważną innowacją.

Kolor krwi intryguje ludzi od dawna. Nie od parady szlachtę nazywano błękitnokrwistymi, a posoce kosmitów przypisywano właściwości żrące i nietypowe kolory. Trudno się więc dziwić zdumieniu i zaskoczeniu chirurgów, którzy podczas operacji 42-letniego Kanadyjczyka zauważyli, że jego krew jest ciemnozielona. Jego przypadek opisano nawet w piśmie medycznym Lancet. Po zbadaniu w laboratorium okazało się, że za barwę odpowiada sulfhemoglobina (SHb, SulfHb), nieczynna jako nośnik tlenu pochodna hemoglobiny, która powstaje wskutek dołączenia do cząsteczki atomu siarki i zastąpienia nim atomu żelaza. Lekarze przypuszczają, że pacjent zażywał zbyt dużo Sumatryptanu (Imigranu). Jest to szybko wchłaniany lek przeciwmigrenowy, który zwalcza objawy migreny u 70% chorych. Pobudzając receptory 5-HT1D, wywołuje wybiórczy skurcz naczyń i przerywa napad. Zawiera on jednak także grupę sulfonamidową (-SO2NH2), która spowodowała sulfhemoglobinemię. Kanadyjczyk wyzdrowiał bez przeszkód i przestał zażywać feralny lek. Pięć tygodni po zażyciu ostatniej dawki w jego krwi nie znaleziono już sulfhemoglobiny. Hematolodzy wyjaśnili, że sulfhemoglobinemia mija samorzutnie w miarę regenerowania się i powstawania nowych erytrocytów, w skrajnych przypadkach konieczna jednak bywa transfuzja krwi.

Podstawowym zadaniem czerwonych krwinek (erytrocytów) jest przenoszenie tlenu i dwutlenku węgla. Poruszając się po organizmie, muszą się przeciskać przez coraz mniejsze naczynia krwionośne. Ostatnio naukowcom udało zaobserwować, w jaki sposób sobie z tym radzą. Odkrycie pomoże w zrozumieniu różnych chorób, m.in. malarii czy anemii sierpowatej. Kiedy erytrocyt trafia do najmniejszych naczyń kapilarnych (włosowatych), często okazuje się, że jego rozmiary są większe niż średnica naczynia. Aby się przez nie przedostać, czerwona krwinka musi zmienić kształt. Może się to udać pod warunkiem, że poprzestawia białka budulcowe cytoszkieletu. Pod wpływem nacisku, rozpadają się wiązania łączące białka. Krwinka zaczyna się zachowywać jak ciecz i przyjmuje kształt pocisku. Możemy badać, jak struktura molekularna wpływa na kształt, który z kolei warunkuje właściwości mechaniczne. I kształt, i właściwości mechaniczne określają natomiast mobilność — tłumaczy szefowa projektu z MIT, Subra Suresh. Mobilność to czynnik kluczowy przy chorobach w rodzaju malarii, która zmniejsza podatność erytrocytów na zmianę kształtu, czy anemii sierpowatej, przy której półksiężycowata forma czerwonych krwinek ogranicza możliwość przemieszczania się w krwioobiegu (Proceedings of the National Academy of Sciences).