Dr. Georgeta Hanganu
Anemia (lipsa globulelor roșii – eritrocite – responsabile pentru transportul oxigenului în corp) este o patologie extrem de comună care afectează mai mult de 2 miliarde de oameni din întreaga lume, cu cea mai mare incidență în rândul vârstnicilor. Rezultă în principal în urma terapiilor pentru cancer, a intervențiilor chirurgicale majore și a traumatismelor. În fiecare an, pacienții din UE sunt tratați cu peste 25 de milioane de transfuzii sanguine (în timpul urgențelor chirurgicale, al îngrijirii cazurilor de cancer sau al altor îngrijiri medicale). În Statele Unite se livrează peste 16 milioane de unitați de globule roșii în fiecare an. Se estimează că nevoia de transfuzii cu masă eritrocitară va crește pe măsură ce populația va continua să îmbătrânească. Se va înregistra o dezvoltare considerabilă a cancerelor de sânge a căror incidență crește odată cu vârsta și care au nevoi importante de transfuzie.
În prezent, produsele ce conțin eritrocite sunt obținute de la donatori voluntari, ceea ce implică riscuri biologice și necesită un screening costisitor. Eritrocitele reprezintă cea mai comună formă de terapie pe bază de celule. Numărul persoanelor din intervalul de vârstă legală, capabili să doneze sânge va deveni mult mai mic decât este necesar pentru a satisface nevoia de componente sanguine.
În țările în curs de dezvoltare, problema nu este doar cea a aprovizionării, ci și a securității infecțioase prin detectarea biologică inadecvată a agenților patogeni. În toate țările, anumite situații pot afecta colectarea de sânge, cum ar fi pandemiile, pandemia COVID 19, focarele de Ebola în Africa și Chikungunya sau Dengue în Caraibe/Guyana.
Mai mult, este probabil ca donările de sânge să devină insuficiente pentru a satisface cerințele viitoare. Calculele demografice bazate pe modificările recente ale vârstei medii a populației din SUA, prevăd că numărul de persoane susceptibile de a necesita transfuzii, în primul rând vârstnicii, îl va depăși pe cel al persoanelor care sunt susceptibile de a dona, persoane mai tinere, făcând aprovizionarea cu sânge insuficientă până în 2050. În plus, întreruperea recoltării de sânge din cauza dezastrelor naturale și a urgențelor social-politice ar putea duce în orice moment, la lipsuri de componente sanguine imprevizibile, de durată și severitate mare.
O strategie de rezolvare a acestor probleme, prin utilizarea substituenților sintetici de hemoglobină, este asociată cu numeroase efecte secundare, inclusiv hipertensiune arterială și risc crescut de infarct miocardic, în prezent evitându-se utilizarea clinică. O altă strategie potențială, producția de celule sanguine in vitro. Având în vedere aceste preocupări serioase, surse alternative de eritrocite sunt căutate, fiind esențiale pentru viitor. În consecință, sunt în curs de desfășurare numeroase eforturi pentru a genera in vitro eritrocite mature. Aceasta ar putea ajuta la rezolvarea problemelor și, în cele din urmă, și-ar găsi un loc în tratamentul pacienților cu anemii acute și cronice.
Oamenii sintetizează mai mult de 2 milioane de globule roșii în fiecare secundă pentru a menține o masă de globule roșii la starea de echilibru. Aproximativ 1% din eritrocite sunt eliminate din circulație în fiecare zi, iar menținerea masei medii a eritrocitelor adulților de 2,5 × 10¹³ necesită o producția zilnică de 1% eritrocite de înlocuire.
Producția de concentrate eritrocitare în scop clinic va necesita identificarea surselor de celule care pot fi exploatate și utilizate în mod fiabil pentru a dezvolta o procedură de producție foarte scalabilă.
Sunt luate în considerare trei surse majore de celule: celule stem circulante și celule progenitoare de la adulți, celule stem și celule progenitoare din sângele din cordonul ombilical, celule stem pluripotente.
Generarea in vitro de eritrocite este acum posibilă. A apărut conceptul de eritrocite cultivate, care răspunde provocărilor prezente și viitoare ale transfuziei de sânge.
În viitor, este acum o chestiune de proiectare a unei tehnologii de producție la scară largă, care să permită generarea de eritrocite cultivate din celule stem, într-un mod similar cu producția în masă a unui medicament. Această abordare este emblematică pentru problemele pe care medicina regenerativă va trebui să le depășească pentru toate indicațiile sale, și anume proiectarea unor instrumente de bioinginerie la scară largă pentru a putea realiza studii clinice. Revoluția celulelor stem deschide potențial calea către sânge pentru toată lumea, făcându-l suficient cantitativ, disponibil permanent și fără nici un risc de transmitere a agenților infecțioși. Într-adevăr, acum se pot produce in vitro cantități mari de eritrocite cultivate din mai multe tipuri de celule stem umane. Toți pașii de cercetare au fost finalizați cu succes, inclusiv demonstrarea fezabilității injectării umane.
Tehnologiile de colectare, preparare și congelare sunt bine controlate. Celule stem din sângele periferic sunt ușor accesibile. Celule stem din sângele periferic sunt mobilizate prin administrarea de factor de creștere la donator, ceea ce facilitează eliberarea temporară a acestor celule din măduva osoasă și apoi sunt ușor de obținut din sânge. Celule stem sunt, de asemenea, obținute din sângele din cordonul ombilical. Este disponibilă o rețea internațională de bănci de sânge din cordonul ombilical, care include aproape 1 milion de unități. Aceasta este o sursă care ar putea fi utilă pentru selectarea principalelor fenotipuri de eritrocite. Celule stem e au multe puncte forte: native, prin urmare nemodificate genetic, nu pun nici o problemă de acceptare de către agențiile de reglementare; au o capacitate mare de proliferare și diferențiere, ceea ce înseamnă că echivalentul a câteva sute de unități ar putea fi generat dintr-o singură probă de sânge mobilizată. Principala lor limitare este producția de lot și dependența de donatori.
Dezvoltarea unui astfel de produs sanguin labil, la un nivel fezabil din punct de vedere economic, ar rezolva aproape toate problemele actuale ale transfuziei de sânge. A trecut mai bine de o jumătate de secol de când a început căutarea unui substitut artificial pentru eritrocite. Până în prezent, acest lucru a fost oarecum nereușit și nu a apărut nici o alternativă pe termen scurt. Lecția care poate fi învățată este că este aparent imposibil să înlocuiești natura în acest domeniu, deoarece sângele este un țesut extrem de complex, dar toate acestea au întărit interesul pentru acest domeniu de cercetare.
