Znak Politechniki Warszawskiej

Sztuczna krew pomoże ofiarom wypadków i czekającym na przeszczep

Czerwone krwinki w osoczu krwi

Czerwone krwinki w osoczu krwi 

Członkowie grupy pracującej nad stworzeniem sztucznej krwi opisują ją jako mlecznobiałą zawiesinę bez zapachu i porównują do mleka. Prof. Tomasz Ciach żartuje, że na specjalne życzenie wyprodukują także błękitną. Pod jego kierunkiem na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej powstała syntetyczna krew. Zespół wciąż ją udoskonala i chce opatentować. 

Wynalazek spełnia najważniejszą funkcję krwi – przenoszenie tlenu i dwutlenku węgla, a więc tę, za którą odpowiedzialne są erytrocyty. Naturalne krwinki mają ok. 7 mikrometrów średnicy, syntetyczne – 5. Naturalne są spłaszczone, a nasze kuliste, dlatego muszą być mniejsze, żeby się przecisnąć przez cienkie naczynia włosowate – tłumaczy prof. Ciach. 

Szczególne właściwości

Sztuczne krwinki także w innych aspektach różnią się od tych produkowanych przez organizm. Wiążą tlen fizycznie, a nie chemicznie, ale zdolność przenoszenia gazów mają nawet większą niż erytrocyty.

Do tego krew syntetyczna nie ma przyporządkowanej grupy, dzięki czemu jest uniwersalna i może być podana każdemu pacjentowi. Przygotowuje się ją w sterylnych warunkach, co oznacza, że nie trzeba poddawać jej kosztownym badaniom, m.in. na obecność wirusa HIV. Taka krew może być także – w odróżnieniu od tej naturalnej – bardzo długo przechowywana. – Z punktu widzenia chemii to martwa struktura, więc w jej przypadku nie zachodzą żadne procesy starzenia – wyjaśnia prof. Ciach. – Teoretycznie można by ją przechowywać wiecznie, ale decyzję w tej sprawie muszą podjąć odpowiednie urzędy. Kamil Kopeć, jeden z członków zespołu dodaje: – To produkt, który można liofilizować, czyli wysuszyć, przetrzymywać w lodówce, a przed podaniem zmieszać z jałową wodą.

Wynalazek naukowców z PW ma jeszcze jedną ważną zaletę – jego podanie nie narusza zasad tych religii, które są przeciwne przetaczaniu "zwykłej" krwi.

Plakat ilustrujący działania sztucznej krwi

Początki badań

W Laboratorium Inżynierii Biomedycznej od dawna trwają prace z krwią. To tu powstały pokrycia zakrzepowe dla protezy serca tworzonej przez zespół prof. Zbigniewa Religi w ramach projektu Polskie Sztuczne Serce.

Badania nad syntetyczną krwią w ramach swojej pracy doktorskiej prowadziła Agata Stefanek. Uzyskane przez nią wyniki były tak dobre, że postanowiono kontynuować prace. W tym celu powołano spółkę typu spin off – NanoSanguis.  Politechnika Warszawska udzieliła spółce licencji i to w jej ramach rozwijana jest technologia – tłumaczy prof. Ciach.

Zespół zajmujący się sztuczną krwią tworzy pięć osób: prof. Tomasz Ciach, Agata Stefanek, Kamil Kopeć, Magdalena Dresler i Joanna Graffstein.

Pomóc, a nie zastąpić

Naukowcy z PW podkreślają, że ich syntetyczna krew nie ma zastąpić tej prawdziwej. Ma pomóc, kiedy ktoś, np. w wyniku wypadku, straci dużo krwi. Trzeba wtedy uzupełnić jej objętość (dzisiaj robi się to, wykorzystując roztwory dekstranu czy sól fizjologiczną), ale bywa, że to nie wystarcza, by umożliwić normalny transport tlenu, przede wszystkim do mózgu. W takich sytuacjach ratunkiem może być właśnie wynalazek zespołu z Laboratorium Inżynierii Biomedycznej. – Chcemy wspomóc pozostałą część krwi do momentu, aż zostaną wyprodukowane nowe krwinki – precyzuje Kamil Kopeć.

Syntetyczna krew stworzona na PW może także zostać wykorzystana w przechowywaniu i transporcie organów do przeszczepu. To wielki problem, bo dzisiaj maksymalny czas na dowiezienie narządu do biorcy to ok. 6 godzin. Dzięki wynalazkowi zespołu prof. Ciacha organy do transplantacji będą mogły być przechowywane i dłużej, i w warunkach zdecydowanie bardziej zbliżonych do tych fizjologicznych – w temperaturze ok. 37 stopni Celsjusza, a nie – jak obecnie – w hipotermii. – Nasza krew to baza – zaznacza Kamil Kopeć. – Do przechowywania i transportu organów potrzeba jeszcze innych elementów, które będą np. dostarczać energię.

Połączyć naukę i biznes

Głównym wyzwaniem w przypadku tego wynalazku jest koegzystencja krwi naturalnej i syntetycznej. Warto więc podkreślić, że sztuczne krwinki mają ulegać biodegradacji po kilku tygodniach, gdy organizm sam wyprodukuje już nowe erytrocyty. Prowadzone są także badania odziaływania sztucznych krwinek z tymi naturalnymi oraz ludzkimi komórkami. Ale to nie koniec.  Przygotowujemy duże badania na zwierzętach – mówi prof. Ciach. Zanim się one rozpoczną, należy jednak uzyskać szereg pozwoleń od komisji bioetycznej, a to na pewno potrwa.

– Żeby wprowadzić produkt medyczny na rynek, trzeba spełnić dużo wymogów formalnych i przeprowadzić drogie badania – dodaje prof. Ciach. – To kwoty rzędu kilku milionów dolarów.

Zespół pracujący nad sztuczną krwią działa w związku z tym dwutorowo: naukowo i biznesowo, a więc udoskonala produkt w laboratorium, a do tego zajmuje się pisaniem grantów, szukaniem inwestorów i przygotowaniami do założenia firmy.

Do tej pory naukowcy z PW pozyskali wsparcie od StartVenture@Poland i Giza Polish Ventures.

Agnieszka Kapela

Biuro ds. Promocji i Informacji Politechniki Warszawskiej