211service.com
Synthetische stoffen stoppen het bloeden
Van nanodeeltjes die zijn ontworpen om het stollingsvermogen van bloedplaatjes na te bootsen, is aangetoond dat ze snel bloedingen verminderen bij knaagdieren met doorgesneden slagaders. De synthetische deeltjes, die aan de lichaamseigen bloedplaatjes kleven, stoppen bloedingen effectiever dan een stollingsmedicijn dat momenteel wordt gebruikt om ongecontroleerd bloedverlies tegen te gaan. We helpen het stolsel te vormen, zegt Erin Lavik , een bio-ingenieur aan de Case Western University in Cleveland, die het onderzoek leidde.
Coaxing stolsels: Een dwarsdoorsnede van een stolsel is hier te zien na een verwonding aan de dijbeenslagader. Spiercellen worden weergegeven in blauw; nanodeeltjes die zijn ontworpen om aan bloedplaatjes te binden om de bloedstolling te verbeteren, worden groen weergegeven.
Als de verdere tests succesvol zijn, hopen onderzoekers dat de nanodeeltjes op een dag kort na een traumatische verwonding door paramedici of op het slagveld kunnen worden geïnjecteerd. Vroege veiligheidstests zijn veelbelovend, maar het ontwikkelen van veilige bloedstollingsbehandelingen was een uitdaging. Er is een balans tussen de twee randen van het zwaard: te veel bloeden en te veel klonteren, zegt Mortimer Poncz , een arts aan de University of Pennsylvania Medical School, in Philadelphia, die niet betrokken was bij het onderzoek. U wilt niet stoppen met bloeden in het been, maar sterven aan een hartaanval of een beroerte krijgen.
Ongecontroleerde bloedingen zijn een belangrijke oorzaak van traumagerelateerde sterfte. Bestaande methoden om bloedverlies te stoppen zijn grotendeels beperkt tot het behandelen van open wonden of voor gebruik in de operatiekamer. Geen enkele is effectief gebleken bij het stelpen van inwendige bloedingen voorafgaand aan aankomst in een ziekenhuis.
Na een traumatisch letsel lanceert het lichaam zijn eigen stollingscascade door bloedplaatjes te activeren. Deze schijfvormige bloedcellen veranderen in stekelige, kleverige cellen die aan elkaar en aan moleculen op de plaats van de verwonding hechten en een bloedstolsel vormen. Artsen kunnen het stollingsproces al verbeteren met medicijnen of materialen die moleculen in de stollingscascade opnemen. Een van die medicijnen is NovoSeven, een synthetisch eiwit dat is afgeleid van een menselijk gen. Maar dit medicijn is enorm duur, het kost $ 10.000 tot $ 30.000, en sommige traumachirurgen twijfelen aan de effectiviteit ervan.
Pogingen om bloedplaatjes zelf na te bootsen zijn tot nu toe niet succesvol geweest. Wetenschappers hebben rode bloedcellen en bloedspecifieke eiwitten ontwikkeld om zich aan bloedplaatjes te binden, maar die deeltjes kunnen zich ophopen in capillaire bedden, waardoor de kans op [gevaarlijke bloedstolsels] toeneemt, zegt Lavik.
Lavik en medewerker James Bertram, een afgestudeerde student aan Yale, hebben nu een nanodeeltje ontwikkeld dat klein genoeg is om onbelemmerd door haarvaten te stromen. Het heeft ook de specifieke plakkerigheid van een bloedplaatje. Het deeltje is ongeveer een derde van de grootte van een normaal bloedplaatje.
Elk deeltje heeft een polymeerkern die is gecoat met polyethyleenglycol (PEG) - een in water oplosbaar molecuul dat ervoor zorgt dat ze niet aan elkaar of aan de bloedvaten blijven plakken. De PEG-moleculen zijn ook bedekt met een peptidesequentie die bindt aan geactiveerde bloedplaatjes. Mensen hadden eerder aangetoond dat geactiveerde bloedplaatjes binden aan [deze sequentie], dus hebben we de chemie geoptimaliseerd om het molecuul bloot te stellen en ze aan geactiveerde bloedplaatjes te presenteren, zegt Lavik, die werd herkend door Technologie beoordeling als TR35 Young Innovator in 2003.
Bij injectie in de bloedbaan van ratten met een inkeping in de dijbeenslagader - de grote slagader in de dijspieren - bonden de nanodeeltjes geactiveerde bloedplaatjes op de plaats van de verwonding. De behandeling halveerde de bloedingstijd bij de ratten van ongeveer vier minuten tot twee, wat effectiever bleek dan NovoSeven. Het onderzoek is deze week gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap Translationele geneeskunde .
Lavik zegt dat de twee behandelingen complementair kunnen zijn. NovoSeven, zegt ze, helpt bij het bouwen van het fibrine-mesh-netwerk dat cruciaal is bij het opbouwen van bloedstolsels. Misschien kunnen de synthetische bloedplaatjes helpen om het stolsel op te bouwen en kan het medicijn helpen het te stabiliseren.
Het klinkt alsof het de potentie heeft om nuttig te zijn voor het beheersen van bloedingen op het slagveld, zegt John Weisel , een bioloog aan de Penn Medical School, die niet betrokken was bij het onderzoek.
Vroege studies suggereren dat de nanodeeltjes veilig zijn, een belangrijk probleem voor behandelingen die de bloedstolling verbeteren. Door fluorescent gelabelde versies van de nanodeeltjes te bestuderen, ontdekten onderzoekers dat de deeltjes gemakkelijk uit het lichaam worden verwijderd. En de deeltjes hopen zich niet op in niet-beschadigd weefsel, zoals de longen of nieren, om gevaarlijke stolsels te vormen. Bij zeer hoge doses - een concentratie die bijna te dik is om door de spuit te bewegen, zegt Lavik - veroorzaakten de deeltjes bij sommige dieren ademhalingsproblemen. Maar zo'n hoge dosis is niet nodig om bloedstollingsvoordelen te genereren, zegt ze.
Desalniettemin zijn uitgebreide tests nodig voordat de deeltjes bij mensen kunnen worden gebruikt. Het vroege onderzoek ziet er veelbelovend uit, maar het menselijk systeem is anders dan dat van een rat, zegt Rutledge Ellis-Behnke, onderzoeker aan het MIT. Er moet voor worden gezorgd dat deze de binnenkant van de longen niet bedekken en de hoeveelheid zuurstofoverdracht naar de rode bloedcellen verminderen.
Onderzoekers zijn van plan de deeltjes te testen in grotere dieren, die de menselijke bloedsomloop beter benaderen, evenals in verschillende soorten verwondingen, zoals die die de explosieverwondingen nabootsen die vooral voorkomen bij troepen in Irak en Afghanistan.