Language
Country/Area
No result found
e la cerveza a la biotecnología: ¿cuáles son los sustitutos de sangre más extraños de la historia
El sustituto de la sangre (también conocido como sangre artificial o sustituto de la sangre) es una sustancia que simula y satisface ciertas funciones de la sangre biológica. Estos sustitutos están diseñados para proporcionar una alternativa a la transfusión, el proceso de transferir sangre o productos derivados de la sangre de una persona a otra. Hasta la fecha, no existe un sustituto reconocido para la sangre transportadora de oxígeno, el objetivo típico de las transfusiones de glóbulos rojos; sin embargo, existen varios expansores de volumen no sanguíneos disponibles comercialmente para situaciones en las que solo se requiere la restauración de líquidos. Estos productos ayudan a los médicos y cirujanos a evitar los riesgos de transmisión de enfermedades e inmunosupresión, al tiempo que abordan la escasez de donantes de sangre y satisfacen las necesidades de aquellos que rechazan las transfusiones de sangre por razones religiosas, como los testigos de Jehová.
Los principales sustitutos de la sangre “transportadores de oxígeno” incluyen los transportadores de oxígeno basados en hemoglobina (HBOC) y las emulsiones de perfluorocarbono, mientras que los productos de oxigenoterapia se encuentran actualmente en ensayos clínicos en los Estados Unidos y la Unión Europea.
La historia de la investigación sobre sustitutos de la sangre se remonta a 1616, cuando William Harvey descubrió el sistema circulatorio sanguíneo. Los científicos de la época experimentaron con cerveza, orina, leche y sangre de animales no humanos como sustitutos de la sangre. Sir Christopher Wren incluso propuso utilizar vino y opio como alternativas. A medida que la medicina transfusional moderna se desarrolló a principios del siglo XX, el trabajo de Landstein y coautores condujo al comienzo de una comprensión de los principios básicos de la serología de tipificación sanguínea.
Las restricciones a la medicina transfusional en situaciones de guerra, como durante la Segunda Guerra Mundial, allanaron el camino para la investigación de sustitutos de la sangre.
Los primeros intentos de sustituir la sangre se enfrentaron a importantes efectos secundarios que el conocimiento y la tecnología disponibles en ese momento no podían eliminar con la suficiente rapidez. La aparición del SIDA en la década de 1980 estimuló una vez más la necesidad de desarrollar sustitutos de la sangre más seguros. La preocupación pública por la seguridad del suministro de sangre y el impacto de la encefalopatía espongiforme bovina hacen que las donaciones de sangre sigan disminuyendo, mientras que la demanda sigue aumentando. Esta situación contradictoria ha creado un entorno propicio para el desarrollo de sustitutos de la sangre. En 2023, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) anunció financiación para que 12 universidades y laboratorios realicen investigaciones sobre sangre sintética, y se espera que los ensayos en humanos se realicen entre 2028 y 2030.
Camino de desarrollo
El desarrollo de sustitutos de la sangre se ha centrado en moléculas que puedan transportar oxígeno, y los principales trabajos se han centrado en la hemoglobina recombinante (la molécula que normalmente transporta el oxígeno) y los perfluorocarbonos (PFC). El primer sustituto de sangre transportador de oxígeno aprobado fue un producto basado en perfluorocarbono, Fluosol-DA-20, producido por Green Cross Corporation de Japón y aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) en 1989. Aunque el producto fue retirado en 1994 debido a su eficacia limitada, dificultades de aprendizaje y efectos secundarios, Fluosol-DA sigue siendo el único producto de oxigenoterapia que ha recibido la aprobación total de la FDA.
Hasta 2017, no se ha aprobado ningún producto a base de hemoglobina.
Exploración de perfluorocarbonos
Los productos químicos perfluorados son insolubles en agua y no se mezclan con la sangre, por lo que es necesario realizar una emulsión dispersando pequeñas partículas de PFC en agua. Este líquido se mezcla con antibióticos, vitaminas, nutrientes y sales para crear un cóctel de aproximadamente 80 componentes diferentes que realizan muchas de las funciones importantes de la sangre natural. El diámetro de las partículas de PFC es aproximadamente 1/40 del de los glóbulos rojos. Este pequeño tamaño permite que las partículas de PFC pasen a través de capilares donde no hay flujo de glóbulos rojos, lo que teóricamente puede brindar beneficios a los tejidos dañados e isquémicos.
Las soluciones de PFC tienen una capacidad de transporte de oxígeno tan fuerte que incluso los mamíferos (incluidos los humanos) pueden sobrevivir respirando soluciones de PFC líquidas. Los PFC también ofrecen ventajas ya que no dependen de la hemoglobina modificada, tienen una capacidad de fabricación ilimitada y son capaces de esterilizar por calor, transferir oxígeno y eliminar dióxido de carbono de manera muy eficiente.
Desafíos basados en la hemoglobinaLa hemoglobina es el componente principal de los glóbulos rojos y representa aproximadamente el 33% de la masa celular. Los productos a base de hemoglobina se denominan transportadores de oxígeno basados en hemoglobina (HBOC). La hemoglobina libre no modificada no puede oxigenar eficazmente los tejidos debido a su alta afinidad por el oxígeno y su corta vida media en los vasos sanguíneos, lo que limita su aplicación clínica. Para superar estas toxicidades, los investigadores han adoptado diversos enfoques, como la ingeniería genética, la reticulación, la polimerización y la encapsulación.
La investigación y el desarrollo de muchos productos a base de hemoglobina han pasado por altibajos. Muchos productos se han discontinuado debido al aumento de la mortalidad o a problemas de seguridad, y ninguno de ellos ha continuado hasta el día de hoy.
Posibilidades de las células madre
Las células madre ofrecen la posibilidad de producir sangre transfusionable. Según la investigación de Giarratana et al., las células madre hematopoyéticas se utilizan para la producción in vitro a gran escala de células sanguíneas humanas maduras. Estas células cultivadas tienen el mismo contenido de hemoglobina y morfología que los glóbulos rojos naturales, y su vida útil es cercana a la de los glóbulos rojos. el de los glóbulos rojos normales.
En 2010, un equipo experimental del Departamento de Defensa de Estados Unidos comenzó a trabajar para crear sangre artificial para su uso en zonas remotas y para transfundir sangre más rápidamente a los soldados heridos. La sangre se elabora a partir de células madre hematopoyéticas extraídas del cordón umbilical de una madre humana, mediante un proceso llamado "hemoterapia". La tecnología se ha utilizado en el pasado en animales y plantas para producir en masa sustancias médicas; cada cordón umbilical produce unas 20 unidades de sangre.
Tras la revisión de la FDA, se determinó que este tipo de sangre es segura y cumple con los requisitos de la FDA. Si se utiliza con éxito, el costo por unidad bajará de $5000 a menos de $1000 y será compatible con todos los tipos de sangre comunes.
Hoy en día, con la evolución de la tecnología, la perspectiva de la sangre artificial parece cada vez más prometedora, pero ¿si el desarrollo de sustitutos de la sangre puede realmente resolver los desafíos médicos que enfrentamos aún requiere una reflexión profunda?
