人工血液

生物物理学者博士ドーピングは血の問題、成長と幹から新しいセルのプログラミングのことを話すと合成血小板をプロトタイプ 。

現在、人工血液細胞の生産には2つの選択肢があります - 赤血球はin vitroで、または完全に人工的な目的の血液細胞機能で増殖させます。

Milieuintérieur

地球上の最初の生物は単細胞であった。 多細胞化するとすぐに、すべての細胞に栄養素を供給する必要があるため、輸送に問題がありました。 いくつかの生物は、すべての細胞が外部環境と接触するように大量の水をポンプで送ることによってこの問題をスポンジとして解決しました。 明らかに同じ目的のためにフラットであることを試みている他のもの。しかし、真の多細胞性（または多組織性）を得るためには、栄養素を運び廃棄物を運ぶ液体の内部培地だけが最も効果的な選択肢となりました。 しかし、そのような内部環境を持っていた最初の生物がすぐに彼女から漏出し、外傷に侵入するこの貴重な液体を保護するために必要なメカニズムでした。

当初は、アメブサイトと呼ばれることが多い同じ細胞の保護に従事しました。 現在、さまざまな無脊椎動物が生息しており、これらの細胞は、その内部環境（または培地）の構造およびタイプによって異なって呼び出されます。 血リンパを持つすべての人々に関して、「ヘムチェック」という言葉を使用し、ウニは、例えば、体細胞を放出するが、多かれ少なかれ普遍的な名前 - アメーバ細胞である。 実際には、菌類のスポンジもあり、人間社会との完全な類推があります：複雑な構造を持つ企業と同じくらい早く、働く人と秩序を守り修復する者の間に分けがあるとすぐに。 我々はまた、スポンジと固定細胞、および移動性のアメーバ細胞を持っています。

完全な内部環境が整うとすぐに、アメーバ細胞は非常に重要になります。 彼らはこの環境で泳ぎ、私たちの幹細胞との類推や微生物を捜すための白血球としての再生を行っています。 そして、損傷があると、彼らは自分の力で傷害部位に運び込まれ、それをほぼ私たちの血小板に似ています。 しかし、彼らは広がっていない酸素：輸送のための無脊椎動物の色素は、体液中に溶けている、または昆虫のように、気管を運ぶために酸素が使われます。 したがって、アメーバ細胞は、一般に、成熟度に応じて異なるタイプであり、異なるタスクを実行することができるが、それらの間の劇的な違いである。

脊椎動物では、流速と圧力が高すぎるために状況がより複雑になり、保護細胞はそれ自体が傷害部位に帆走することはできません。 加えて、脊椎動物はより多くの酸素を必要とし、これは単に血液中の酸素キャリアを溶解することが得られないことを意味する。 それはあまりにも多く、血が厚すぎるので、いくつかの「袋」に入れなければなりません。 免疫系も、はるかに強力になっており、結果として、脊椎動物、特に哺乳動物は、発達したアメーバサイトが非常に異なるいくつかの枝に起こった。 この血液細胞：赤血球、血小板および白血球。 近代的な異質性はあるが、元々は同じ細胞だったので、彼らはまだ前任者である。

3つの細胞はすべて、特定の作業に特化しています：白血球は免疫に関与し、赤血球は酸素を運び、血小板は身体を傷つけます。 血流速が速い血小板はもはや帆走することができなくなったため、今や怪我重複の様相は根本的に変化しています。 血小板には受容体があります - 血小板が血流に運ばれたときに傷害部位にくっつく特殊分子。 それらは損傷の部位でコラーゲンに付着し、そこにくっつき、次の血小板はすでに付着しているものにくっついている。 それは創傷を覆う凝集血小板栓を形成し始める。 当然ながら、動脈管自体の大きな傷は無効にならず、創傷は包帯や縫合（さらに出血停止システムを必要とする）が必要ですが、通常の生活の中で私たちが直面するすべての小さな怪我 - 傷、注射、痛み、痛み - このシステムが処理します。

私たちはこのシステムの要素を再現することができます：過去5年間で、我々はそれをはるかによく理解しています。 我々は、タンパク質の血小板が、コラーゲンの受容体に付着しているもののために互いにどのように結合しているのかを知っている。コラーゲンの受容体には脂質の組成物が血小板凝固反応を促進する。 これらの機能のほとんどを実行するには、完全なケージを必要としないため、今では良い模倣ができます。リポソームカプセル、またはアルブミン（通常はナノカプセルサイズで数百nm）を取り、それを目的のタンパク質に貼り付けることができます。

しかし、あなたは血小板をすることができますので、私たちはできません。 例えば、血小板は少なくとも7つの因子の顆粒成長しており、再生損傷が関与している。 さらに、血小板は活性化され、新しいレジメに切り替わり、結果として、互いにくっつくよりも、リポソームの助けを借りて実施することが困難である。

しかし、実際（10年以上前）、血小板機能の一部を再現する人工血小板の最初のバージョンがありました。最初は、いくつかの血小板のためにそれらを確保できるいくつかの受容体ですそれは人間にとどまった。 動物のかなりの量の物質および臨床試験の初期段階において、そのような人工血小板は、創傷からの出血を首尾よく停止させる。 しかし、このような処置を行うためには、身体が一般的に血小板の性質を維持していない場合はそうではありませんが、まれに起こることはありません。

血液と人工血液の必要性

ヒトにおける血小板の欠如は、いくつかの理由から生じ、これは2つのカテゴリーに分けることができる。 第1のカテゴリー - 慢性疾患、人が自分の血小板を働かないとき。 例えば、突然変異が生じ、タンパク質があるか、または血小板の産生に問題があり、貧血の変異体が発生したり、抗体が発生したりして、ヒト血小板が死滅し始めた。 このような場合、長期間に渡って血小板を輸血することはしばしば禁忌である。なぜなら、そのような人々は一貫して治療されなければならず、見知らぬ人と一緒に暮らすことは常に不可能であるからである：毎回の輸血 - 感染リスク、急性免疫応答または抗体産生である。 これらのリスクはそれほど大きいわけではありませんが、しばらくして輸血が頻繁に起きると、恐怖は正当化されるかもしれません。 重度の症例では、これらの患者は依然として血小板および完全人工細胞の輸血のみを行い、感染の危険性および他のものをゼロに減らすことができ、少なくともこれらの人々はいくつかの手術を、死の危険性

貧血を治療するために通常使用- シアノコバラミン 、デキサメタゾン注射を。

外傷、外科手術量、骨髄移植、化学療法、早産、および粘液で始まる出血または頭蓋内出血を脅かす出血による急激な血小板数の急激な低下など、血小板の第2のシナリオ不足。 これらの人々は間違いなく血小板を輸血する必要がありますが、これらの細胞は非常に気まぐれで数日しか保たれていないため、輸血の大きな駅がある病院ではほとんど凍結に耐えないため、血小板には常に問題があります。

輸血用血液細胞および輸液用溶液

理論的には、任意の量で、任意の血液細胞をドナーから得ることができる。 しかし、ドナー細胞にはいくつかの根本的な問題があります。最初は、感染と免疫応答のリスクです。血小板などの特定のタイプの細胞では原則的に予防できません。絶対的な信頼性を備えた血液の これは感染するウイルスの濃度によって決定されるものではありません。 細胞が他の可能性のある検疫のために、細胞が凍結保存され、数ヶ月しか扱われない場合、同じドナーの再解析を行い、その病気を発症しないかどうかをチェックする。 血液製剤中のウイルスを不活性化する方法がありますが、可能性のあるウイルス、プリオンその他の病原体はすべて、どの細胞タイプでも不可能です。 さらに、予期せぬ免疫応答があり、特に健康に問題のある人にとっては危険です。

ドナー細胞の第2の問題は、それらが十分に保存されておらず、この点で血小板が最悪であることである。 白血球のようないくつかのケースでは、他の誰かを殺して彼女を助ける免疫システム細胞であるため、他の人の白血球を輸入することは原理的にかなり危険です。 リスクを最小限に抑えるためには、特別な方法や互換性を判断する方法がありますが、それは非常に困難です。 だから今、血液細胞は以下の分布を観察しました：まず、誰も流していない血液 - それは非常に危険であり、最も重要なことは決して必要ではないからです。血液製剤がまったくなくても人の命を救うために医者がこのような絶望に遭うこともありますが、一般的にはこの行為は完全に禁じられています。 多くの場合、人々は血液の量を補う特別な解決策を注ぎ込んだだけです（血液の生理食塩水など）。これは血液の損失の最初のものであるか、心臓が対処できないためです。 第2の場所では、凝固の問題を解決するために、より深刻な失血が生じ、または新鮮な凍結血漿輸血が必要となる。 第3に、十分なヘモグロビンがない人は、赤血球を輸血することができます。 奇妙なことに、それほど頻繁には必要ではありません。私たちの血液は、人が必要とする10倍以上の巨大なストックへの酸素の輸送のために設計され、静かに集中治療室に横たわっています。 最後に、特定の状況では、ヒト血小板輸血、例えば、彼が骨髄移植の後にいるとき、彼は最初は造血を働かない。 一般に、細胞の各セットは、異なる状況下で、異なる条件で注がれ、それぞれにそれ自身の問題のセットがある。

人工血液細胞

最も問題の2つのポイント - それは血小板と白血球です。 人工血小板の製造では、今、上記の2つの実施形態の間に競合が存在する。 幹細胞から既に血小板を作っているコマンド。このオプションの利点は、幹細胞を採取したり、目的のレシピエントの他の細胞を再プログラムしたり、彼が "ネイティブ"血小板を行うことができることです。 問題はコストとパフォーマンスです。このメソッドのパフォーマンスはゼロになる傾向があり、コストは非常に厳しいものになります。 さらに、これらの血小板が真であるかどうかには深刻な疑問がある。すなわち、血小板と同様の細胞が得られるが、インビトロでは血小板の成熟過程全体を再現することは非常に困難である。 一方で、幹細胞からの人工血小板の長期生産は非常に魅力的な方法であり、これは完全に適合性を与えることができることが判明しているそして血小板は完全であるが、一方で、この方法は根本的には機能するが、非常に遠い。

幹細胞からの血小板の培養に加えて、完全に人工的な血小板を製造する選択肢がある。 通常、この脂質ミクロスフェアまたはタンパク質ナノカプセルは、血小板と同様の機能を提供する一連のタンパク質を有する。 このような物体は、血小板と凝集体を形成し、創傷に重なることがある。 このような人工血小板のプロトタイプは、約15年間にわたって存在しており、そのうちのいくつかは臨床試験の第2段階に到達しているが、まだ臨床診療に進んでいない。 しかし、近い将来の技術は非常に実際の製品を提供する可能性があります。 今では、血小板の異なるバージョンを作成し、数多くの有力企業間で競争があります。 ほとんどの場合、再生と免疫に積極的に関与する細胞で満たされたいくつかの特徴がほぼ確実に失われているため、実際の血小板を失うことになります。 しかし、彼は出血を止めることができ、これは重要です。 それは非常に便利です - 棚の上に立つことができる銀行の粉のようなもの、そして必要ならば、軍事分野の探検隊や水上での氾濫、世界的な大惨事のない互換性のチェック便利な洗練された設備が必要です。

おそらく血小板 - あらゆる意味で人工血球の創造の点で最も興味深い、人気のある、そして実際のオブジェクトです。 最も悪いのは白血球である。 イミュニティ（Immunity） - 複雑なシステムであり、まだゼロから確立することはできません。 白血球の完全な合成類似体を作成する、血小板と赤血球のために上記で議論したように、それは科学的フィクション - あるいはむしろ類似体であると思われるが、白血球の多くのタイプ、 幹細胞の白血球産生はもう少し現実的であるように見え、この方向への作業は進む。 完全な好中球は10年以上前に行うことを学んだ。 しかし、多くの障害があります。それぞれのタイプを十分に生み出してから、これらの細胞が宿主を攻撃しないように教えなければなりません。 理論的には、これらの問題は解決できるが、ここでの難しさは血小板よりも深刻である。 現在、白血球の欠如は、その発達を刺激する薬物の治療を試みている。 短期的には、leykokontentratovのリスクを使うことができます。また、免疫不全の重度の症例（または、細胞の数だけでなく、欠損の存在にも問題がある場合）は、骨髄に行く必要があります移植。

赤血球を置換するために行うことができます - 人々はそれに従事しています - 人工酸素キャリアのための様々なオプションが、いくつかの点で最も興味深い課題は、ドナー細胞があるので、perftoranとそのアナログです。 ロシアで設計されているよく知られている酸素運搬船である、「青血」と呼ばれることが多いPerftoran。 さらに、赤血球は大きな凍結保存を行い、血液細胞を大量に準備してどこにでも輸送できるだけでなく、赤血球を服用することができ、6ヶ月後に検査することもできますこの人間のエイズ、HIVに現れました。病気のリスクを最小限に抑えるこの隔離。 私たちが血漿について話すならば、それは個々の機能の矯正を伴う輸血のための人工的な解決策であるにもかかわらず、その様々な機能が可能な天然血漿に置き換えられる。