Biośledziona do walki z sepsą

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Już wkrótce wzorowane na śledzionie urządzenie mikroprzepływowe do oczyszczania krwi może zrewolucjonizować leczenie sepsy.

Nawet przy najlepszym współczesnym leczeniu pacjenci z sepsą umierają na oddziałach intensywnej terapii w co najmniej 30% przypadków - ujawnia dr Mike Super z Instytutu Bionspirowanej Inżynierii Wyssa.

Ponieważ sepsa zabija rocznie na świecie przynajmniej 8 mln osób i jest wiodącą przyczyną zgonów szpitalnych, naprawdę potrzebujemy nowego podejścia [terapeutycznego].

W laboratorium biośledziona oczyszczała ludzką krew lepiej, niż naukowcy się spodziewali. Zwiększała też przeżywalność zwierząt z zakażoną krwią. W ciągu paru godzin może ona odfiltrować z krwi zarówno żywe i martwe patogeny, jak i wytwarzane przez nie toksyny.

Zidentyfikowanie patogenu odpowiedzialnego za sepsę może potrwać kilka dni (u większości pacjentów się to nie udaje). Jeśli lekarze nie są w stanie wskazać winnego, leczą chorego antybiotykami o szerokim spektrum działania, które niestety często nie pomagają i wywołują szkodliwe skutki uboczne. Radzenie sobie z sepsą jest coraz trudniejsze ze względu na narastającą lekooporność.

Amerykański zespół chciał zbudować przypominające aparaturę do dializy urządzenie pracujące poza organizmem, które usuwałoby żywe i martwe bakterie oraz ich toksyny. Wzorował je na mikroarchitekturze ludzkiej śledziony.

Składa się ono z dwóch przyległych kanałów, połączonych ze sobą za pomocą serii szczelin. W jednej z komór znajduje się płynąca krew, w drugiej solanka, która zbiera i usuwa przemieszczające się przez szpary patogeny. Kluczem do sukcesu urządzenia są jednak nanometrowe cząstki magnetyczne, pokryte genetycznie zmodyfikowaną lektyną wiążącą mannozę (ang. mannose binding lectin, MBL).

MBL ma rozgałęzioną główkę i pałeczkowaty ogonek. Główka wiąże się z cukrami na powierzchni bakterii, wirusów, grzybów, pierwotniaków i toksyn, a ogon sygnalizuje układowi odpornościowemu, by je zniszczył. Niestety, czasem z ogonkiem wiążą się inne białka immunologiczne, co prowadzi do aktywacji krzepnięcia i uszkodzenia narządu. Super obciął jednak ogon i przeszczepił w to miejsce odpowiednik z przeciwciała (jak można się domyślić, nie powoduje on opisanych wyżej problemów).

Amerykanie przyczepili hybrydowe białko do magnetycznych cząstek o średnicy 128 nanometrów, by we krwi chorego z sepsą łączyły się one z patogenami i toksynami bez uprzedniego rozpoznawania ich tożsamości. Biośledzionę wyposażono w magnes, który przeciąga pokryte bakteriami cząstki przez kanał.

Podczas eksperymentów z zakażoną ludzką krwią ponad 90% patogenów wiązano i usuwano z krwi przepływającej przez pojedyncze urządzenie z prędkością 0,5-1 l/h. By uzyskać prędkość typową dla dializ, można połączyć ze sobą kilka biośledzion.

Na dalszym etapie studium urządzenie przetestowano na szczurach zakażonych pałeczką okrężnicy (Escherichia coli), gronkowcem złocistym (Staphylococcus aureus) oraz toksynami. Podobnie jak przy badaniach z ludzką krwią, po 5 godzinach filtrowania z krwiobiegu gryzoni usunięto ok. 90% bakterii.

Nie musieliśmy zabijać patogenów. Po prostu wychwyciliśmy je i usunęliśmy - wyjaśnia Super. Przeżyło 90% zwierząt, w porównaniu do zaledwie 14% w grupie kontrolnej. Co istotne, dzięki zmodyfikowanemu genetycznie MBL nie doszło do nadmiernego pobudzenia układu odpornościowego.

« powrót do artykułu