Im Jahr 1873 injizierte Dr. Joseph Howe Ziegenmilch in die Venen eines Tuberkulose-Patienten und zeichnete sofort Schwindel, Rückenschmerzen und unkontrollierbare Augenbewegungen auf. Er verdoppelte die Dosis: Der Patient starb.
Trotz des unglücklichen Ergebnisses gab der Arzt nicht auf und setzte seine Experimente an Hunden fort (7 Tote). Drei Jahre später war er überzeugt: Um menschliches Blut zu ersetzen, müsste menschliche Milch und keine Ziege vorhanden sein! Nein, nicht einmal. Für den x-ten toten Patienten die schreckliche Schlussfolgerung: Milch war kein idealer Ersatz für Blut, es war kein ideales synthetisches Blut.
Bereits. Weil menschliches Blut eine spezielle Mischung aus Salzen, Proteinen, Zellen und Blutplättchen ist, die perfekt organisiert ist, um Sauerstoff und Nährstoffe durch den Körper zu transportieren: Unser Netzwerk von Venen ist eine echte Transportinfrastruktur (durchschnittlich 160 km lang pro Person), durch die das Blut Müll von den Nieren wegzieht, Antikörper und Hormone transportiert. Wenn es eine Wunde gibt, bildet das Blut einen Film über ihr und ermöglicht die Heilung. Eine seiner grundlegenden Komponenten, Hämoglobin, ist für das Leben so wichtig, dass man es in praktisch jeder Art von Lebewesen finden kann.
Seit 1600 Versuche, es zu ersetzen, wurden alle Arten von Substanzen eingeschlossen: Milch, Bier, Urin, Kochsalzlösung und mehr, das ist noch besser nicht zu sagen. Das Problem blieb bestehen: Die enorme Nachfrage nach Transfusionen hat zugenommen, und Blut wird wirklich für alles benötigt, von Operationen bis zur Krebsbehandlung, von Transplantationen bis zu Unfällen.
Dies führt natürlich zu einer Schlussfolgerung: Ein synthetischer Blutersatz wäre auch wirtschaftlich ein wahrer Glücksfall. Eine Schätzung besagt, dass der Markt für synthetisches Blut in den ersten fünf Jahren nach der Vermarktung dieses Produkts auf 16 Milliarden Euro wachsen könnte. Fast 140 Jahre nach Dr. Howes Experimenten gibt es noch keine endgültige Lösung für dieses biologische Rätsel.
Gibt es keine Lösung?
In rascher Folge, was als Meilensteine auf diesem Weg gelten: 1660: erste Transfusionsexperimente mit Substanzen aller Art. 1795: erste Transfusion von menschlichem Blut an einem Menschen. 1880: Bewusstsein für die Nichtexistenz anderer Leihmütter als Blut für eine Transfusion. 1966: Der Biochemiker Leland Clark demonstriert die Sauerstofftransportfähigkeit von Perfluorkohlenwasserstoffen (PFC), wenn auch mit einer Effizienz, die enorm unter der von Hämoglobin liegt. 70er bis 80er Jahre: Test unter Verwendung von Perfluorkohlenwasserstoffen mit Überprüfung schwerer Nebenwirkungen. Keine solche Verbindung hat jemals die Zulassung der Food and Drug Administration erhalten. 2001: Hemopure, entwickelt vom biopharmazeutischen Unternehmen Biopure Corporation, ist das einzige synthetische Blut, das weltweit (in Südafrika) zum Verkauf zugelassen ist. Das Medikament hat ein hohes Risiko für einen Herzinfarkt und wird in anderen Ländern als Südafrika nur in verzweifelten Situationen angewendet (z. B. bei Ablehnung von Transfusionen aus religiösen Gründen).
Die Situation heute
„Dieses Feld war bis vor kurzem praktisch dunkel. Jetzt gibt es einen Riss “.
Dr. Dipanjan Pan, Professor für Bioingenieurwesen an der Universität von Illinois.
Heute sind Forscher mit viel mehr Wissen in den Bereichen Materialtechnik, Nanotechnologie und Blutzellbiologie "bewaffnet" und haben eine neue Strategie (richtig oder falsch, wie Sie sehen werden): Blut muss nicht so perfekt sein wie echtes Blut ein Wert, und es muss nicht so komplex sein wie die reale Sache, um das zu tun, was es braucht.
Aus diesem Grund haben sie sich darauf konzentriert, Produkte zu entwickeln, die in Fällen verwendet werden können, in denen eine herkömmliche Transfusion nicht möglich ist: unterentwickelte Länder, Schiffe, Raumstationen oder (in Zukunft) Marsoberflächen.
Erythromer, Notfallblutpulver
Diese Philosophie führte zur Geburt von Erythromer, einer künstlichen Blutzelle mit einer bestimmten „Donut“ -Form, die einen nanometergroßen Behälter mit gereinigtem Hämoglobin enthält. Im Gegensatz zu herkömmlichem Blutspenden kann Erythromer eingefroren, lange bei Raumtemperatur gelagert und bei Patienten jeder Blutgruppe angewendet werden. In den Absichten seiner Schöpfer kann ein Behälter mit Erythromerpulver aufbewahrt werden, und im Notfall kann Wasser hinzugefügt werden, um ein "Notfallblut" zu erhalten, damit die Patienten auf dem Weg des Krankenwagens zum Krankenhaus am Leben bleiben.
Mit anderen Worten, es ist kein echtes Blut, es hat nicht die Fähigkeiten von echtem Blut, aber es erledigt eine notwendige Arbeit für eine begrenzte Zeit, und dabei ist es sehr nützlich.
Die Tests an Mäusen waren voll erfolgreich und die an Kaninchen laufen derzeit: Vor den Tests an Menschen sind Tests an größeren Tieren und anschließend an Primaten erforderlich.
Synthoplate
Andere Laboratorien haben sich auf die Nachahmung der Funktionen von Blutplättchen konzentriert, die erforderlich sind, um Blutungen im Falle eines Unfalls zu vermeiden. Die Materialingenieurin Erin Lavik entwickelt eine Nanostruktur aus synthetischen Polymeren, die mit Blutplättchen „zusammenarbeitet“, um deren Leistung zu beschleunigen und zu verbessern.
Im Jahr 2016 war Sen Gupta von der State University Mitbegründer des Biotechnologie-Startups Haima Therapeutics, das das Blutplättchensurrogat Synthoplate entwickelte, das derzeit Tierversuchen unterzogen wird. Sen Gupta hofft, dass seine Bewertung durch Sicherheits- und Toxizitätsbewertungen in zwei bis drei Jahren von der FDA genehmigt werden kann.
