Νέες δημοσιεύσεις
Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν βασικό σήμα για την παραγωγή τεχνητού αίματος
Τελευταία επισκόπηση: 15.07.2025
Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Οι επιστήμονες βρίσκονται ένα βήμα πιο κοντά στη δημιουργία τεχνητού αίματος: η ανακάλυψη ενός βασικού σήματος, του CXCL12, θα μπορούσε να κάνει την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων πιο αποτελεσματική.
Οι επιστήμονες εργάζονται πάνω στην τεχνητή παραγωγή αίματος εδώ και δεκαετίες. Τώρα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κωνσταντίας και το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου έκαναν ένα σημαντικό βήμα μπροστά με μια νέα ανακάλυψη.
Στη Γερμανία, χρειάζονται περίπου 15.000 μονάδες αίματος καθημερινά, οι περισσότερες από τις οποίες προέρχονται από δότες. Η έρευνα για εναλλακτικές μεθόδους λήψης αίματος, συμπεριλαμβανομένης της τεχνητής μαζικής παραγωγής, συνεχίζεται εδώ και πολλά χρόνια, αλλά απέχει ακόμη πολύ από την ευρεία χρήση της. Το κύριο πρόβλημα έγκειται στους εξαιρετικά πολύπλοκους και ελάχιστα κατανοητούς μηχανισμούς με τους οποίους το σώμα παράγει φυσικά αυτό το ζωτικό υγρό.
Αναγνώριση ενός βασικού σήματος για τον σχηματισμό ερυθρών αιμοσφαιρίων
Η Δρ. Τζούλια Γκούτιαχρ, βιολόγος στο Ινστιτούτο Κυτταρικής Βιολογίας και Ανοσολογίας Θουργκάου στο Πανεπιστήμιο της Κωνσταντίας, μελετά τους μηχανισμούς της αιμοποίησης. Μαζί με συναδέλφους της από το Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, εντόπισε ένα μοριακό σήμα – την χημειοκίνη CXCL12 – που ενεργοποιεί τη διαδικασία αποβολής του πυρήνα από τους προδρόμους των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Αυτό είναι ένα βασικό βήμα στην ανάπτυξη των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
«Το τελικό στάδιο του μετασχηματισμού της ερυθροβλάστης σε ερυθρό αιμοσφαίριο είναι η αποβολή του πυρήνα. Αυτή η διαδικασία είναι μοναδική στα θηλαστικά και δημιουργεί χώρο για την αιμοσφαιρίνη, η οποία εμπλέκεται στη μεταφορά οξυγόνου», εξηγεί ο Gutjahr.
Αν και η διαδικασία ωρίμανσης των βλαστοκυττάρων σε ερυθρά αιμοσφαίρια έχει σχεδόν βελτιστοποιηθεί, μέχρι σήμερα δεν ήταν σαφές ποιοι παράγοντες πυροδοτούν την αποβολή του πυρήνα.
«Διαπιστώσαμε ότι η χημειοκίνη CXCL12, η οποία υπάρχει κυρίως στον μυελό των οστών, μπορεί να ξεκινήσει αυτή τη διαδικασία σε συνδυασμό με διάφορους άλλους παράγοντες. Προσθέτοντας CXCL12 στους ερυθροβλάστες την κατάλληλη στιγμή, καταφέραμε να προκαλέσουμε τεχνητά την αποβολή του πυρήνα», λέει ο Gutjahr.
Τι σημαίνει αυτό για την παραγωγή τεχνητού αίματος;
Αυτή η ανακάλυψη ήταν μια επιστημονική πρόοδος που θα μπορούσε να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της παραγωγής τεχνητού αίματος στο μέλλον. Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω έρευνα.
Από το 2023, ο Gutjahr ηγείται των δικών του ερευνητικών ομάδων στο Ινστιτούτο Κυτταρικής Βιολογίας και Ανοσολογίας του Thurgau και συνεχίζει να μελετά τον ρόλο του CXCL12.
«Διερευνούμε τώρα πώς να χρησιμοποιήσουμε το CXCL12 για να βελτιστοποιήσουμε την τεχνητή παραγωγή ανθρώπινων ερυθρών αιμοσφαιρίων», εξηγεί ο Gutjahr.
Εκτός από τις πρακτικές εφαρμογές στην βιομηχανική παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων, τα αποτελέσματα της μελέτης παρέχουν νέες γνώσεις σχετικά με τους κυτταρικούς μηχανισμούς: σε αντίθεση με άλλα κύτταρα, τα οποία μεταναστεύουν όταν διεγείρονται από το CXCL12, στους ερυθροβλάστες αυτό το σήμα μεταφέρεται μέσα στο κύτταρο, ακόμη και στον πυρήνα του. Εκεί, επιταχύνει την ωρίμανση των κυττάρων και προάγει την αποβολή του πυρήνα.
«Η μελέτη μας δείχνει για πρώτη φορά ότι οι υποδοχείς χημειοκίνης δρουν όχι μόνο στην κυτταρική επιφάνεια αλλά και στο εσωτερικό της, ανοίγοντας εντελώς νέες προοπτικές για την κυτταρική βιολογία», δήλωσε ο καθηγητής Antal Roth από το Πανεπιστήμιο Queen Mary.
Βελτιστοποίηση της παραγωγής για ευρεία εφαρμογή
Σήμερα, τα βλαστοκύτταρα παραμένουν η πιο αποτελεσματική μέθοδος για την παραγωγή τεχνητού αίματος: η αποβολή του πυρήνα συμβαίνει σε περίπου 80% των κυττάρων. Ωστόσο, οι πηγές βλαστοκυττάρων είναι περιορισμένες (αίμα ομφάλιου λώρου, μυελός των οστών δότη), γεγονός που καθιστά αδύνατη τη μαζική παραγωγή.
Οι επιστήμονες κατάφεραν πρόσφατα να επαναπρογραμματίσουν διαφορετικούς τύπους κυττάρων σε βλαστοκύτταρα και να τα χρησιμοποιήσουν για την παραγωγή ερυθρών αιμοσφαιρίων. Αυτή η μέθοδος παρέχει μια σχεδόν απεριόριστη πηγή κυττάρων, αλλά διαρκεί περισσότερο χρόνο και είναι λιγότερο αποτελεσματική: μόνο το 40% των κυττάρων αποβάλλουν τον πυρήνα τους.
«Τα νέα μας ευρήματα σχετικά με τον βασικό ρόλο του CXCL12 μας δίνουν ελπίδα ότι η χρήση του θα βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της παραγωγής ερυθρών αιμοσφαιρίων από επαναπρογραμματισμένα κύτταρα», σημειώνει ο Gutjahr.
Εάν η μαζική παραγωγή καταστεί δυνατή, θα προκύψει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών: στοχευμένη παραγωγή σπάνιων ομάδων αίματος, εξάλειψη της έλλειψης αίματος από τους αιμοδότες και η δυνατότητα αναδημιουργίας του ίδιου του αίματος ενός ασθενούς για εξειδικευμένη θεραπεία διαφόρων ασθενειών.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Science Signaling.