Os cientistas estão explorando a produção de sangue artificial em meio a escassez de sangue e a necessidade de transfusões seguras.
Milhões de pessoas morrem globalmente a cada ano devido à falta de acesso ao sangue, estudos da Organização Mundial da Saúde (OMS) demonstraram.
O sangue carrega oxigênio em todo o corpo e remove os resíduos, entre muitas outras funções críticas.
O sangue cultivado em laboratório foi usado em humanos no primeiro ensaio clínico em 2022, particularmente em pacientes com grupos sanguíneos raros.
Os cientistas também estão trabalhando para desenvolver sangue sintético como parte dos esforços para apoiar a medicina de emergência, a cirurgia e as transfusões.
Então, quão perto os cientistas estão no desenvolvimento de sangue artificial?
O que é sangue artificial?
O sangue artificial é um termo amplo que inclui sangue cultivado em laboratório e sintético.
O sangue sintético, que ainda está sendo estudado, é um substituto completamente causado pelo homem e não contém células humanas. Essas moléculas de engenharia imitam a função das células sanguíneas transportando oxigênio. Ele foi projetado principalmente para uso de emergência ou medicina militar, onde é necessária a entrega imediata de oxigênio, mas é difícil combinar tipos sanguíneos.
Por exemplo, os militares dos Estados Unidos investiram US $ 46 milhões no desenvolvimento de eritromer, um substituto do sangue sintético projetado para ser universalmente compatível e estável sem refrigeração. Este produto ainda está passando por pesquisas e testes para estabelecer sua segurança e eficácia.
Por outro lado, o sangue cultivado em laboratório é criado pelo cultivo de glóbulos vermelhos humanos em um ambiente controlado fora do corpo.
Uma vez disponível, as células sanguíneas cultivadas em laboratório poderiam tornar o tratamento de certos casos médicos mais eficazes, disse Cedric Ghevaert, professor de medicina transfusível da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. Por exemplo, as plaquetas cultivadas em laboratório podem ser melhores em interromper o sangramento em pacientes com trauma em comparação com os dados a pacientes com leucemia, que recebem plaquetas para evitar sangramento, em vez de interromper o sangramento ativo.
Como o sangue cultivado em laboratório é feito?
Esse processo começa com células -tronco, que são células especiais que podem se transformar em diferentes tipos de células no corpo. Eles incluem glóbulos vermelhos, plaquetas (que ajudam o sangue ao coagulo) ou até células da pele, dependendo de onde as células -tronco são encontradas e como elas são estimuladas.
Os cientistas usam um tipo específico de célula chamado células -tronco hematopoiéticas, que produzem todos os tipos de células sanguíneas, incluindo glóbulos brancos, glóbulos vermelhos e plaquetas. Eles são encontrados na medula óssea – o tecido mole dentro dos ossos – ou no sangue de um doador.
Para transformar essas células -tronco em glóbulos vermelhos, elas são colocadas em um ambiente de laboratório e expostas a fatores de crescimento – substâncias naturais que ajudam as células a se desenvolver.
Durante várias semanas, as células -tronco se transformam gradualmente em glóbulos vermelhos maduros e funcionam como os naturais.
Ghevaert explicou que os cientistas são capazes de “editar” genes “as células -tronco para aumentar a produção de sangue e remover marcadores de grupos sanguíneos. Isso pode permitir que eles criem sangue que possa ser administrado a qualquer pessoa, sem a necessidade de corresponder a tipos sanguíneos específicos.
Quão próximos os cientistas de produzir sangue artificial?
Os produtos sanguíneos cultivados em laboratório ou sintéticos estão atualmente apenas na fase de pesquisa e desenvolvimento.
Em 2022, um ensaio clínico no Reino Unido marcou um marco transfusando os glóbulos vermelhos cultivados em laboratório em voluntários humanos para avaliar seus padrões de segurança e longevidade.
Mais ensaios seriam necessários antes que este produto pudesse ser aprovado medicamente para uso comercial.
Além disso, a produção de sangue cultivado em laboratório é atualmente muito mais caro do que usar sangue doado.
Em 2013, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), uma agência do governo dos EUA, informou que os materiais químicos necessários para produzir uma unidade de sangue cultivado em laboratório custam mais de US $ 90.000. Por meio de avanços nos métodos de produção, esse custo foi reduzido para menos de US $ 5.000 por unidade. Em comparação, os hospitais nos EUA pagaram uma média de US $ 215 por unidade de glóbulos vermelhos doados em 2019.
O sangue artificial tem sido usado em ensaios clínicos?
Sim. Um ensaio clínico de 2022 no Reino Unido marcou a primeira instância desse procedimento.
Um pequeno estudo inicial no Japão em 2022 testou as vesículas de hemoglobina, pequenos componentes sanguíneos artificiais projetados para transportar oxigênio da maneira que os glóbulos vermelhos reais fazem. O estudo examinou se eles poderiam ser uma alternativa segura e eficaz às transfusões regulares de sangue.
O estudo envolveu 12 voluntários saudáveis de 20 a 50 anos, divididos em três grupos. Cada grupo recebeu uma única injeção intravenosa de vesículas de hemoglobina em quantidades crescentes: 10 ml, 50 ml e 100 ml.
Alguns participantes experimentaram efeitos colaterais leves, como febre e erupção cutânea, mas esses problemas foram resolvidos rapidamente. Não houve mudanças significativas nos sinais vitais, incluindo a pressão arterial.
A que distância estamos da fabricação de sangue comercial?
Ainda existem vários obstáculos no caminho para a fabricação comercial de sangue.
Isso inclui a questão de como aumentar a produção para atender à demanda clínica, garantindo a segurança e a funcionalidade de produtos sanguíneos cultivados em laboratório ou sintéticos.
Além disso, reguladores como a Food and Drug Administration (FDA) e a Agência Europeia de Medicamentos ainda estão determinando se o sangue cultivado em laboratório deve ser classificado como terapia ou medicina celular, o que determinaria como seria regulamentado, explicou Ghevaert.
“Este é um novo tipo de produto para qualquer regulador, o que significa que estamos em território desconhecido”, disse ele.
O sangue artificial pode ser feito para grupos sanguíneos raros?
Sim, o sangue cultivado em laboratório pode ser adaptado para tipos de sangue raros.
O sangue sintético, livre de células, carrega oxigênio sem a necessidade de marcadores específicos de grupos sanguíneos. Isso pode torná -lo uma alternativa universal para transfusões, reduzindo a necessidade de correspondências exatas.
Além dos grupos sanguíneos típicos do ABO e do Rhesus, os cientistas identificaram 36 outros sistemas de grupos sanguíneos, cada um com características únicas.
No total, existem mais de 600 antígenos diferentes – pequenos marcadores na superfície dos glóbulos vermelhos que ajudam o sistema imunológico a reconhecer o sangue como “seguro” ou “estrangeiro”.
Um tipo sanguíneo é considerado raro se não possui antígenos comuns que a maioria das pessoas possui ou possui antígenos incomuns que a maioria das pessoas não possui. Isso torna mais difícil encontrar doadores compatíveis para transfusões.
A frequência de tipos de sangue raros varia entre diferentes populações e grupos étnicos, o que significa que algumas pessoas podem ter mais dificuldade em encontrar uma correspondência de sangue segura do que outras.
Por exemplo, “Bombaim Blood”, que se originou na Índia, é um subconjunto raro do grupo sanguíneo O. Com uma frequência inferior a uma em cada 10.000 pessoas em todo o mundo, é mais comum na Índia, Irã e partes do sudeste da Ásia.
A criação de sangue artificial poderia resolver a escassez global de sangue?
O sangue artificial tem o potencial de aliviar a escassez global de sangue, particularmente em países de baixa e média renda, dizem os especialistas.
De acordo com a OMS, aproximadamente 118,5 milhões de doações de sangue são coletadas em todo o mundo, com 40 % reunidos em países de alta renda, que compreendem apenas 16 % da população global.
Estudos recentes também mostram que quase 2.000 unidades de sangue por 100.000 pessoas são necessárias para atender às demandas médicas globais, mas a escassez severa persiste, especialmente na África Subsaariana, Sul da Ásia e Oceania.
Nessas regiões, onde o suprimento de sangue é criticamente baixos, as taxas de mortalidade por hemorragia são significativamente maiores do que nas nações mais ricas.
As comunidades rurais em países de baixa e média renda são mais atingidas, formando “desertos no sangue”- áreas onde mais de 75 % dos pacientes que precisam de transfusões não podem acessar o sangue.
No entanto, essas escassezs são principalmente devido a problemas de armazenamento e acesso ao sangue. Por exemplo, com bancos de sangue frequentemente a horas de distância, os médicos nessas regiões são forçados a atrasar ou cancelar cirurgias que salvam vidas.
Ghevaert disse que uma das principais vantagens do sangue cultivado em laboratório também seria seu valor em situações de crise, como pandemias, guerras ou desastres naturais quando há um aumento repentino na demanda.
