Cercetătorii sunt cu un pas mai aproape de crearea sângelui artificial

Oamenii de știință lucrează de zeci de ani la crearea sângelui artificial. Acum, cercetători de la Universitatea din Konstanz (Germania) și Queen Mary University of London (Anglia) au făcut un pas important spre acest obiectiv, printr-o descoperire esențială.

În Germania, este nevoie zilnic de aproximativ 15.000 de unități de sânge, majoritatea provenind din donații. Cercetările pentru găsirea unor surse alternative, cum ar fi crearea sângelui artificial la scară largă, sunt în desfășurare de mult timp, dar utilitatea lor practică încă este departe. Una dintre principalele provocări este faptul că mecanismele naturale prin care corpul produce sângele sunt extrem de complexe și încă nu sunt pe deplin înțelese.

• Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată
• De ce ni se pare că luna decembrie „vine mai devreme” în fiecare an?

Biologul dr. Julia Gutjahr, de la Institutul de Biologie Celulară și Imunologie Thurgau (Universitatea din Konstanz), studiază procesele implicate în formarea sângelui. În colaborare cu cercetători de la Queen Mary University of London, a identificat un semnal molecular esențial: chemokina CXCL12. Aceasta declanșează eliminarea nucleului din precursorii celulelor roșii, un pas-cheie în maturizarea eritrocitelor.

Cu un pas mai aproape de crearea sângelui artificial

În organism, sângele este produs în măduva osoasă, unde celulele stem se transformă în eritroblaști, precursorii celulelor roșii (eritrocite). „În ultima etapă a dezvoltării eritroblaștilor, aceștia își expulzează nucleul. Acest proces are loc doar la mamifere și permite mai mult spațiu pentru hemoglobină, proteina care transportă oxigenul”, explică Gutjahr.

Până acum, cercetătorii reușiseră să optimizeze în mare parte transformarea celulelor stem în eritrocite, însă nu era clar ce anume declanșează eliminarea nucleului. „Am descoperit că CXCL12, prezentă în principal în măduva osoasă, poate iniția această expulzare a nucleului, în combinație cu alți factori. Adăugând CXCL12 la momentul potrivit, am reușit să declanșăm artificial acest proces în laborator”, spune Gutjahr, citată de Eurek Alert.

Această descoperire ar putea duce, în viitor, la o producție artificială de sânge mult mai eficientă. Totuși, sunt necesare cercetări suplimentare. Gutjahr a început acest proiect în 2019, în cadrul postdoctoratului său în laboratorul profesorului Antal Rot, la Queen Mary University of London. Din 2023, conduce propriul grup de cercetare la Universitatea din Konstanz.

„În prezent, studiem cum putem folosi CXCL12 pentru a optimiza producția artificială de eritrocite umane”, explică Gutjahr. Mai mult decât atât, rezultatele aduc o nouă perspectivă asupra modului în care celulele reacționează la chemokine. Profesorul Rot adaugă: „În timp ce majoritatea celulelor migrează ca răspuns la CXCL12, eritroblaștii transportă această moleculă în interiorul lor, până în nucleu. Acolo, CXCL12 accelerează maturarea celulei și contribuie la eliminarea nucleului. Este pentru prima dată când arătăm că receptorii de chemokine funcționează și în interiorul celulei, nu doar la suprafață.”

Problemele pe care le-ar putea rezolva sângele artificial

În prezent, celulele stem reprezintă cea mai eficientă metodă de producere artificială a sângelui, cu o rată de expulzare a nucleului de aproximativ 80%. Însă sursele de celule stem sunt limitate, fiind extrase din cordonul ombilical sau din măduva osoasă, metode care nu sunt suficiente pentru producția de masă.

Recent, a devenit posibilă reprogramarea altor tipuri de celule pentru a le transforma în celule stem, capabile să producă eritrocite. Această metodă oferă o sursă teoretic nelimitată de celule, dar are o rată de succes scăzută: doar aproximativ 40% dintre celule își elimină nucleul. „Descoperirea noastră, care evidențiază rolul esențial al CXCL12, ar putea îmbunătăți semnificativ acest proces”, afirmă Gutjahr.

Dacă producția la scară industrială va deveni posibilă, aplicațiile ar putea fi multiple: generarea controlată a grupelor de sânge rare, acoperirea deficitului din spitale sau chiar crearea de sânge personalizat pentru tratamente medicale specifice.

„Chiar dacă procesul de laborator rămâne complex, el ar permite accesul la sânge compatibil în situații critice sau pentru terapii personalizate în multe boli”, încheie Gutjahr.

Studiul a fost publicat în Science Signaling.

Vă recomandăm să citiți și:

Aerofobia: de ce apare, cum se manifestă și cum poți învinge frica de zbor

De ce ne este atât de greu să fim buni cu noi înșine? Cum să te accepți și să te iubești autentic

Socializarea din facultate: Nu popularitatea contează, ci înțelegerea rețelei de prieteni

Poluarea sonoră în Europa: Un pericol invizibil care ucide zeci de mii de oameni anual