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Il miracolo dei sostituti del sangue: come possono gli esseri umani creare soluzioni che non richiedano trasfusioni di sangue?
Con il continuo progresso dell'innovazione in campo medico, la ricerca e lo sviluppo di sostituti del sangue hanno attirato sempre più attenzione. Questa sostanza, chiamata "sangue artificiale" o "sostituto del sangue", è progettata per simulare alcune funzioni del sangue biologico e fornire un'alternativa alle trasfusioni di sangue. Sebbene non esista ancora un sostituto ampiamente accettato per il trasporto di ossigeno nel sangue, i ricercatori stanno lavorando per fornire soluzioni sicure ed efficaci in diverse situazioni, soprattutto nelle aree ad alto rischio di malattie infettive.
L'avvento dei sostituti del sangue può non solo evitare il rischio di trasmissione di malattie, ma anche far fronte al problema della carenza di sangue.
Revisione della storia
La storia dell'ematologia risale al 1616, quando William Harvey scoprì i principi fondamentali della circolazione sanguigna. Successivamente si è provato a sostituire questi prodotti con birra, urina, latte e sangue di animali non umani. Nei primi anni del XX secolo, con lo sviluppo della medicina trasfusionale, la comprensione della composizione del sangue e della sierologia del gruppo sanguigno si è approfondita, il che ha portato i ricercatori a iniziare a cercare alternative più sicure alle trasfusioni di sangue che non richiedessero la compatibilità del gruppo sanguigno.
L'epidemia di HIV degli anni '80 e la successiva crisi della mucca pazza hanno ulteriormente aumentato la necessità di sostituti del sangue sicuri. Gli investitori nel settore biotecnologico nutrono fiducia nello sviluppo di sostituti del sangue, trainati da molteplici fattori, tra cui la crescente domanda e il calo dei donatori. Di recente, la DARPA ha annunciato il finanziamento di numerose università e laboratori per condurre ricerche sul sangue sintetico; si prevede che i futuri studi clinici inizieranno tra il 2028 e il 2030.
Tipi di sostituti del sangue
Attualmente, i ricercatori si stanno concentrando su due tipi di sostituti del sangue: i trasportatori di ossigeno a base di emoglobina (HBOC) e le emulsioni di perfluorocarburi. Questi sostituti sono progettati per fornire una funzione alternativa di trasporto dell'ossigeno in situazioni di emergenza per soddisfare la necessità di trasfusioni di sangue.
I prodotti a base di emoglobina devono attualmente affrontare numerose sfide, tra cui sicurezza, efficacia e potenziali effetti collaterali.
Il potenziale dei perfluorocarburi
I perfluorocarburi sono insolubili in acqua, quindi devono essere trasformati in emulsioni, alle quali vengono aggiunti componenti quali antibiotici, vitamine e sostanze nutritive durante l'uso. Queste particelle di perfluorocarburi sono in grado di trasportare maggiori quantità di ossigeno e hanno un diametro più piccolo, il che consente loro di passare attraverso minuscoli capillari, aiutando così i tessuti danneggiati a ricevere ossigeno. Tuttavia, tali prodotti incontrano ancora difficoltà nell'uso clinico e la FDA ha ritirato l'approvazione del Fluosol nel 1994 a causa della sua complessità di conservazione e utilizzo e dei rischi associati a complicazioni come l'edema polmonare.
La sfida dell'emoglobinaAl contrario, i trasportatori di ossigeno basati sull'emoglobina (HBOC) hanno incontrato più problemi durante lo sviluppo. Questi prodotti devono superare la tossicità dell'emoglobina stessa, perché l'emoglobina libera ha un'eccessiva affinità per l'ossigeno, il che la rende incapace di fornire efficacemente ossigeno ai tessuti. Inoltre, alcuni prodotti HBOC sperimentati in sperimentazioni cliniche hanno avuto vari gradi di fallimento, costringendo le aziende interessate a dichiarare bancarotta o a ritirare lo sviluppo del prodotto.
Nel 2009, la FDA ha respinto il prodotto HBOC della Northfield Laboratories, portando l'azienda al fallimento.
Il futuro delle cellule staminali
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare le cellule staminali per produrre sangue pronto per le trasfusioni, una tecnologia che può ridurre significativamente i costi di produzione per unità di sangue e fornire sostituti per vari tipi di sangue. Queste cellule staminali estratte dal sangue del cordone ombelicale possono produrre con successo globuli rossi con funzioni normali dopo una serie di trattamenti colturali e biochimici e hanno un grande potenziale.
Sebbene la ricerca e lo sviluppo di sostituti del sangue si trovino attualmente ad affrontare numerose sfide, gli sforzi degli scienziati hanno portato speranza per i futuri trattamenti medici. La ricerca sui sostituti del sangue non riguarda solo le scoperte scientifiche, ma ha anche il potenziale di salvare innumerevoli vite in tempi di guerra, calamità e alta incidenza di malattie infettive. Pertanto, se un sostituto del sangue universalmente utilizzabile potrà essere sviluppato con successo in futuro avrà un profondo impatto sulla comunità medica. Siamo pronti per questo cambiamento rivoluzionario?
