Ročně zemře na vykrvácení až 1,5 milionu lidí po celém světě. Mnoho nemocnic se přitom potýká s nedostatkem krve pro transfuze, a to z důvodu neustálého poklesu dárcovství krve v kombinaci se zvýšenou poptávkou po krevních transfuzích z důvodu zvýšeného stárnutí populace, provádění rozsáhlých chirurgických zákroků či léčby chemoterapií, teroristických útoků i mezinárodních vojenských konfliktů. To vše vytváří příznivé podmínky pro vývoj krevních náhrad..

Do centra zájmu se dostaly molekuly, které mohou přenášet kyslík. Většina prací se proto soustředila na rekombinantní hemoglobin, který přirozeně obsahují červené krvinky, a perfluorované uhlovodíky (PFC), což jsou chemické sloučeniny schopné přenášet a uvolňovat kyslík.

První schválenou krevní náhradou přenášející kyslík byl japonský produkt na bázi fluorovaných uhlovodíků s názvem Fluosol. Ten byl americkou FDA schválen k použití v roce 1989, ovšem kvůli omezenému úspěchu, složitosti použití a vážným vedlejším účinkům byl v roce 1994 stažen.

Hemoglobin versus perfluorované uhlovodíky

Perfluorované uhlovodíky nejsou rozpustné ve vodě a nemísí se s krví, proto se emulze musí vyrábět rozptýlením malých kapek PFC ve vodě. Tato tekutina je poté smíchána s antibiotiky, vitamíny, živinami a solemi, čímž vznikne směs, která obsahuje asi 80 různých složek a plní mnoho životně důležitých funkcí přirozené krve.

Jejich malá velikost, asi čtyřicetina průměru červené krvinky, umožňuje částicím PFC procházet i kapilárami, kterými neproudí žádné krvinky. Díky tomu mohou být přínosem pro poškozenou tkáň, v níž obnoví zásobení kyslíkem. Dokáží totiž přenášet několikrát více kyslíku na centimetr krychlový než krev.

Po Fluosolu spatřily světlo světa Oxygent a Oxycyte, nikdy se však nedostaly k pacientům, neboť se u nich během klinických zkoušek projevily závažné vedlejší účinky, například nárůst výskytu mozkových příhod.

Ruskou akademií věd byl v roce 2005 vyvinut Perftoran na bázi perfluordekalinu, v zemi je od té doby používán, má mírné, ale zvládnutelné vedlejší účinky. Nyní pod jménem Vidaphor čeká na klinické testy ve Spojených státech.

Ve výzkumu je pak také prostředek s názvem PHER-O2 od společnosti Sanguine Corp, který vychází z Fluosolu.

Vedle toho začaly vznikat syntetické krevní náhrady na bázi hemoglobinu (HBOC), který je hlavní složkou červených krvinek a tvoří asi 33 % buněčné hmoty. K jejich výrobě však nelze využít nemodifikovaný hemoglobin, protože s sebou přináší toxicitu, neboť má tendenci přijímat oxid dusnatý, což způsobuje zužování cév.

Snahy o překonání této toxicity zahrnovaly výrobu geneticky upravených verzí hemoglobinu, jeho zesíťování, polymeraci či zapouzdření. Žádná z vytvořených krevních náhrad však neprošla klinickými zkouškami, aby mohla být využita u lidí.

Zachrání nás před vykrvácením ErythoMer?

Aktuálně se největší naděje vkládají do přípravku ErythoMer, který vyvinul Allan Doctor, lékař a výzkumník na University of Maryland. Jedná se o načervenalý krevní prášek složený z „recyklovaného“ lidského hemoglobinu, zabaleného do membrány napodobující malou buňku.

Na jaře loňského roku se ukázal jako slibný v předklinickém testování, zvířatům účinně dodával kyslík a zachraňoval je i po významné ztrátě krve. Výzkumníci proto doufají, že se brzy přesune k lidským testům, což by způsobilo revoluci v krevních transfuzích.

V prostředích, kde je těžké sehnat čerstvou krev, jako jsou bojiště a odlehlé oblasti, by mohl být ErythroMer podáván už za přesunu, aby udržoval životně důležitý tok kyslíku do orgánů, dokud se zraněný nedostane do nemocnice, kde potom dostane běžnou transfuzi.

Je to lyofilizovaný prášek, který zůstává použitelný po celá léta a lze jej rekonstituovat pouhým smícháním s běžně dostupným fyziologickým roztokem. Zároveň by měl být bezpečný pro jakoukoli krevní skupinu, protože jeho membrána neobsahuje povrchové proteiny červených krvinek, které způsobují neshody.

Krvinky z kmenových buněk dárce

Další možností, jak získat náhradu za krev, představují kultivované zralé lidské krevní buňky. Ty mají stejný obsah hemoglobinu a morfologii jako přirozeně vzniklé krvinky, mají i obdobnou životnost. V roce 2022 byly prvním dvěma dobrovolníkům ve Velké Británii do krve vpraveny krvinky vytvořené v laboratoři z kmenových buněk lidských dárců.

Proces byl zahájen odběrem krve od dárce, pokračoval vytažením vhodných kmenových buněk ze vzorku pomocí magnetických kuliček, namnožením vybraných buněk a konečně jejich úpravami, které zajistily vznik červených krvinek.

Z původního půl milionu kmenových buněk nejdříve vzniklo 50 miliard červených krvinek, ty se pak protřídily až zbylo asi 15 miliard krvinek vhodných pro transfuzi. Jeden sáček krve přitom obsahuje asi bilion červených krvinek.

Metoda nemá masově nahradit transfuzi krve, spíše pomoci lidem, kteří trpí vzácnými onemocněními krve, jako je srpkovitá anemie, talasémie či rakovina, případně lidem se vzácnou krevní skupinou.

V roce 2023 vyhlásila DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), Agentura amerického ministerstva obrany pro pokročilé výzkumné projekty, projekt financování dvanácti univerzit a laboratoří pro výzkum syntetické krve.

Na základě toho lze očekávat, že se vědecké úsilí o vytvoření účinné náhražky lidské krve znásobí a světlo světa spatří nové produkty. Očekává se, že k testování jejich účinnosti na lidech proběhne mezi roky 2028 a 2030.

Více se dočtete v časopise 21. století číslo 5/2025, které vyšlo 14. dubna 2025.

Zdroj: Science