Созданы синтетические тромбоциты останавливающие кровотечение

Ученые разработали синтетические тромбоциты, которые можно использовать для остановки кровотечения и ускорения заживления в месте травмы. Исследователи продемонстрировали, что синтетические тромбоциты хорошо работают на животных моделях, но пока не приступили к клиническим испытаниям на людях.

Переливание тромбоцитов требуется в ряде медицинских ситуаций – например, при сильных кровотечениях, для пациентов, которым предстоит операция или химиотерапия. В настоящее время пациенты в любой из этих ситуаций получают тромбоциты из донорской крови, в идеале – от доноров с совместимой группой крови. Это непросто, поскольку запас тромбоцитов очень ограничен, срок годности тромбоцитов ограничен, и хранить их нужно в контролируемых условиях.

“Мы разработали синтетические тромбоциты, которые можно использовать для пациентов с любой группой крови, и которые направляются непосредственно к месту повреждения и способствуют заживлению”, – говорит Эшли Браун, автор статьи о синтетических тромбоцитах и доцент совместной программы биомедицинской инженерии в Университете штата Северная Каролина и Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл. “Синтетические тромбоциты также легко хранить и транспортировать, что позволяет быстрее вводить их пациентам в клинических ситуациях – например, в машине скорой помощи или на поле боя”.

Синтетические тромбоциты состоят из гидрогелевых наночастиц, которые имитируют размер, форму и механические свойства человеческих тромбоцитов. Гидрогели – это гели на водной основе, состоящие из воды и небольшой доли полимерных молекул.

“Наши синтетические тромбоциты деформируются – то есть могут менять форму – точно так же, как и обычные тромбоциты”, – говорит Браун.

Исследователи разработали поверхность синтетических тромбоцитов таким образом, чтобы включить в нее фрагменты антител, которые связываются с белком под названием фибрин. Когда организм получает травму, он синтезирует фибрин в месте ранения. Затем фибрин образует сетчатое вещество, способствующее свертыванию крови.

“Поскольку синтетические тромбоциты покрыты фрагментами антител, они свободно перемещаются по кровотоку, пока не достигнут места ранения”, – говорит Браун. “Там фрагменты антител связываются с фибрином, и синтетические тромбоциты ускоряют процесс свертывания крови”.

Помимо формирования сгустка внутри фибриновой сети, синтетические тромбоциты со временем сжимают этот сгусток – точно так же, как и обычные тромбоциты.

“Это ускоряет процесс заживления, позволяя организму двигаться вперед к восстановлению и регенерации тканей”, – говорит Браун.

Исследователи первоначально продемонстрировали эффективность фрагментов антител с помощью испытаний in vitro, а также показали, что фрагменты антител и синтетические тромбоциты могут быть произведены в таких объемах, которые сделают их пригодными для крупномасштабного производства.

Затем исследователи использовали модель мыши, чтобы определить оптимальную дозу синтетических тромбоцитов, необходимую для остановки кровотечения. Последующие исследования на мышиных и свиных моделях показали, что синтетические тромбоциты доставляются к месту ранения, ускоряют свертывание крови, не вызывают проблем со свертыванием крови в областях вне раны и ускоряют заживление.

“В мышиной и свиной моделях скорость заживления была сопоставимой у животных, получавших переливание тромбоцитов и синтетических тромбоцитов”, – говорит Браун. “И обе группы чувствовали себя лучше, чем животные, которым не делали ни одного переливания. Мы также обнаружили, что животные как в мышиной, так и в свиной моделях смогли безопасно очиститься от синтетических тромбоцитов с течением времени благодаря нормальной работе почек. Мы не обнаружили никаких негативных последствий для здоровья, связанных с использованием синтетических тромбоцитов”.

“Кроме того, исходя из наших предварительных оценок, мы предполагаем, что стоимость синтетических тромбоцитов – если они будут одобрены для клинического использования – будет сопоставима с текущей стоимостью тромбоцитов”, – говорит Браун. “Мы завершаем доклинические испытания эффективности и находимся в процессе обеспечения финансирования доклинических исследований безопасности, которые позволят нам получить разрешение FDA на начало клинических испытаний в течение двух лет”.

Исследование  Kimberly Nellenbach et al, Ultrasoft platelet-like particles stop bleeding in rodent and porcine models of trauma, Science Translational Medicine (2024). https://doi.org/10.1126/scitranslmed.adi4490