Sustituto de sangre
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Para conocer el término de la unión de rugby y la liga de rugby, consulte reemplazo de sangre .

Un sustituto de la sangre (también llamado sangre artificial o sustituto de la sangre ) es una sustancia que se utiliza para imitar y cumplir algunas funciones de la sangre biológica . Su objetivo es proporcionar una alternativa a la transfusión de sangre , que consiste en transferir sangre o productos derivados de la sangre de una persona a otra. Hasta ahora, no existen sustitutos de la sangre que transporten oxígeno bien aceptados , que es el objetivo típico de una transfusión de glóbulos rojos ; sin embargo, existen expansores de volumen no sanguíneos ampliamente disponiblespara casos en los que solo se requiera restauración de volumen. Estos están ayudando a los médicos y cirujanos a evitar los riesgos de transmisión de enfermedades y supresión inmunológica, abordar la escasez crónica de donantes de sangre y abordar las preocupaciones de los testigos de Jehová y otras personas que tienen objeciones religiosas a recibir transfusiones de sangre.

Las principales categorías de sustitutos de la sangre "portadores de oxígeno" que se persiguen son los portadores de oxígeno basados ​​en hemoglobina (HBOC) y los portadores de oxígeno basados ​​en perfluorocarbono (PFBOC). [1] Las terapias de oxígeno se encuentran en ensayos clínicos en los EE. UU. Y Europa , y Hemopure está disponible en Sudáfrica .

Historia

Después de que William Harvey descubrió las vías sanguíneas en 1616, muchas personas intentaron usar líquidos como cerveza, orina, leche y sangre de animales no humanos como sustituto de la sangre. [2] Sir Christopher Wren sugirió el vino y el opio como sustitutos de la sangre. [3]

A principios del siglo XX, el desarrollo de la medicina transfusional moderna iniciado a través del trabajo de Landsteiner y sus coautores abrió la posibilidad de comprender el principio general de la serología de grupos sanguíneos. [4] Al mismo tiempo, se lograron avances significativos en los campos de la fisiología del corazón y la circulación, así como en la comprensión del mecanismo de transporte de oxígeno y oxigenación de los tejidos. [5] [6]

Las restricciones en la medicina transfusional aplicada, especialmente en situaciones de desastre como la Segunda Guerra Mundial, sentaron las bases para una investigación acelerada en el campo de los sucedáneos de la sangre. [7] Los primeros intentos y el optimismo en el desarrollo de sustitutos de la sangre se enfrentaron muy rápidamente a efectos secundarios importantes, que no pudieron eliminarse rápidamente debido al nivel de conocimiento y tecnología disponibles en ese momento. La aparición del VIH en la década de 1980 renovó el ímpetu para el desarrollo de sustitutos de la sangre seguros para las infecciones. [3] La preocupación del público por la seguridad del suministro de sangre aumentó aún más por la enfermedad de las vacas locas . [3] [8]La continua disminución de la donación de sangre combinada con el aumento de la demanda de transfusión de sangre (aumento del envejecimiento de la población, aumento de la incidencia de diagnósticos invasivos, quimioterapia e intervenciones quirúrgicas extensivas, ataques terroristas, conflictos militares internacionales) y la estimación positiva de los inversores en la rama de la biotecnología hicieron que entorno positivo para un mayor desarrollo de los sucedáneos de la sangre. [8]

Los esfuerzos para desarrollar sustitutos de la sangre han sido impulsados ​​por el deseo de reemplazar la transfusión de sangre en situaciones de emergencia, en lugares donde las enfermedades infecciosas son endémicas y el riesgo de hemoderivados contaminados es alto, donde la refrigeración para conservar la sangre puede faltar y donde podría no ser necesaria. sea ​​posible o conveniente encontrar coincidencias con el tipo de sangre . [9]

Enfoques

Los esfuerzos se han centrado en moléculas que pueden transportar oxígeno , y la mayor parte del trabajo se ha centrado en la hemoglobina recombinante , que normalmente transporta oxígeno, y los perfluorocarbonos (PFC), compuestos químicos que pueden transportar y liberar oxígeno. [9] [10]

El primer sustituto de sangre portador de oxígeno aprobado fue un producto a base de perfluorocarbono llamado Fluosol -DA-20, fabricado por Green Cross de Japón. Fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) en 1989. Debido al éxito limitado, la complejidad del uso y los efectos secundarios, se retiró en 1994. Sin embargo, Fluosol-DA sigue siendo el único tratamiento con oxígeno aprobado por completo por la FDA. En 2017 no se había aprobado ningún producto a base de hemoglobina. [9]

A base de perfluorocarbono

Los perfluoroquímicos no son solubles en agua , por lo que no se mezclan con la sangre, por lo que las emulsiones deben prepararse dispersando pequeñas gotas de PFC en agua . Luego, este líquido se mezcla con antibióticos , vitaminas , nutrientes y sales , produciendo una mezcla que contiene alrededor de 80 componentes diferentes y realiza muchas de las funciones vitales de la sangre natural. Partículas de PFC son aproximadamente 1 / 40 el tamaño del diámetro de un glóbulo rojo (RBC). Este pequeño tamaño puede permitir que las partículas de PFC atraviesen los capilares.a través del cual no fluyen glóbulos rojos. En teoría, esto puede beneficiar al tejido dañado y hambriento de sangre , al que los glóbulos rojos convencionales no pueden alcanzar. Las soluciones de PFC pueden transportar oxígeno tan bien que los mamíferos , incluidos los humanos , pueden sobrevivir respirando una solución de PFC líquida, llamada respiración líquida .

Los sustitutos de la sangre a base de perfluorocarbono son completamente artificiales; esto proporciona ventajas sobre los sustitutos de la sangre que dependen de la hemoglobina modificada, como las capacidades de fabricación ilimitadas, la capacidad de esterilización por calor y el suministro eficiente de oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono de los PFC. Los PFC en solución actúan como un portador de oxígeno intravascular para aumentar temporalmente el suministro de oxígeno a los tejidos. Los PFC se eliminan del torrente sanguíneo en un plazo de 48 horas mediante el procedimiento normal de eliminación de partículas en la sangre del cuerpo: la exhalación. Las partículas de PFC en solución pueden transportar varias veces más oxígeno por centímetro cúbico (cc) que la sangre, mientras que son de 40 a 50 veces más pequeñas que la hemoglobina.

El fluosol estaba compuesto principalmente de perfluorodecalina o perfluorotributilamina suspendidas en una emulsión de albúmina . Se desarrolló en Japón y se probó por primera vez en los Estados Unidos en noviembre de 1979. [11] Para "cargar" cantidades suficientes de oxígeno, las personas a las que se les había administrado tenían que respirar oxígeno puro con una máscara o en una cámara hiperbárica. . [12] Fue aprobado por la FDA en 1989, [13] y fue aprobado en otros ocho países. [ cita requerida ]Su uso se asoció con una reducción de las complicaciones isquémicas y con un aumento del edema pulmonar y la insuficiencia cardíaca congestiva. [14] Debido a la dificultad con el almacenamiento de emulsión del uso de Fluosol (almacenamiento congelado y recalentamiento), su popularidad disminuyó y su producción terminó en 1994. [9]

NombrePatrocinadorDescripción
OxicitoBioterapéutica de oxígenoProbado en ensayos de fase II-b en los Estados Unidos. Dirigido como un oxígeno terapéutico en lugar de un sustituto de la sangre, con exitosos ensayos en humanos de etiqueta abierta a pequeña escala que tratan la lesión cerebral traumática en la Virginia Commonwealth University. [15] El juicio se terminó más tarde. [dieciséis]
PHER- O
2		Sanguine CorpEn la investigación
PerftoranRusiaContiene perfluorodecalina y perfluoro-N- (4-metilciclohexil) -piperidina junto con un tensioactivo , Proxanol-268. Fue desarrollado en Rusia y a partir de 2005 se comercializó allí. [17]
NVX-108NuvOx PharmaEn un ensayo clínico de fase Ib / II donde eleva los niveles de oxígeno del tumor antes de la radioterapia para radiosensibilizarlos. [18]

Oxygent era una emulsión estabilizada con lecitina de segunda generación de un PFC que estaba siendo desarrollado por Alliance Pharmaceuticals. [19] [20] [21] En 2002, un estudio de fase III se detuvo anticipadamente debido a un aumento en la incidencia de accidentes cerebrovasculares en el grupo del estudio. [22]

Basado en hemoglobina

La hemoglobina es el componente principal de los glóbulos rojos y comprende aproximadamente el 33% de la masa celular. Los productos a base de hemoglobina se denominan transportadores de oxígeno a base de hemoglobina (HBOC).

La hemoglobina libre de células no modificada no es útil como sustituto de la sangre porque su afinidad por el oxígeno es demasiado alta para una oxigenación tisular eficaz, la vida media dentro del espacio intravascular es demasiado corta para ser clínicamente útil, tiene tendencia a sufrir disociación en dímeros con daño renal y toxicidad resultantes, y porque la hemoglobina libre tiende a absorber óxido nítrico, causando vasoconstricción. [3] [23] [24] [25]

Los esfuerzos para superar esta toxicidad han incluido la fabricación de versiones modificadas genéticamente , la reticulación , la polimerización y la encapsulación. [9]

HemAssist, una hemoglobina reticulada con diaspirina (DCLHb) fue desarrollada por Baxter Healthcare ; fue el más estudiado de los sustitutos de la sangre a base de hemoglobina, utilizado en más de una docena de estudios clínicos y en animales. [7] Llegó a los ensayos clínicos de Fase III, en los que fracasó debido al aumento de la mortalidad en el grupo del ensayo, principalmente debido a complicaciones graves de vasoconstricción. [9] [7] Los resultados se publicaron en 1999. [26]

Hemolink (Hemosol, Inc., Mississauga, Canadá) era una solución de hemoglobina que contenía hemoglobina humana polimerizada con o-rafinosa, [9] que tuvo problemas después de que se detuvieran los ensayos de fase II en 2003 por motivos de seguridad. [27] Se declaró en quiebra en 2005. [28]

Hemopure fue desarrollado por Biopure Corp y era una hemoglobina bovina (vaca) reticulada y estabilizada químicamente en una solución salina para uso humano; la empresa desarrolló el mismo producto con el nombre comercial Oxyglobin para uso veterinario en perros. Oxyglobin fue aprobado en los EE. UU. Y Europa y se introdujo en clínicas y hospitales veterinarios en marzo de 1998. Hemopure fue aprobado en Sudáfrica y Rusia. Biopure se declaró en quiebra en 2009. [29] Sus activos fueron posteriormente adquiridos por HbO2 Therapeutics en 2014. [ cita requerida ]

PolyHeme fue desarrollado durante 20 años por Northfield Laboratories y comenzó como un proyecto militar después de la Guerra de Vietnam. Es hemoglobina humana, extraída de los glóbulos rojos, luego polimerizada y luego incorporada a una solución de electrolitos. En abril de 2009, la FDA rechazó la solicitud de licencia biológica de Northfield [30] y en junio de 2009, Northfield se declaró en quiebra. [31]

Dextro-Sang Corp desarrolló dextrano-hemoglobina como un producto veterinario y era un conjugado del polímero dextrano con hemoglobina humana.

Hemotech fue desarrollado por HemoBiotech y era una hemoglobina químicamente modificada.

Somatógeno desarrolló un tetrámero reticulado y modificado genéticamente al que llamó Optro. Falló en un ensayo de fase II que se publicó en 2014 y el desarrollo se detuvo. [9]

Los científicos de Ajinomoto crearon una Hb piridoxilada conjugada con polioxietileno y finalmente la desarrollaron Apex Biosciences, una subsidiaria de Curacyte AG; se llamó "PHP" y fracasó en un ensayo de fase III publicado en 2014, debido al aumento de la mortalidad en el brazo de control, [9] [32] que llevó al cierre de Curacyte. [33]

De manera similar, Hemospan fue desarrollado por Sangart y era una hemoglobina pegilada proporcionada en forma de polvo. Si bien los primeros ensayos eran prometedores, Sangart se quedó sin fondos y cerró. [9]

Células madre

Las células madre ofrecen un posible medio para producir sangre transfundible. Un estudio realizado por Giarratana et al. [34] describe una producción ex vivo a gran escala de células sanguíneas humanas maduras utilizando células madre hematopoyéticas . Las células cultivadas poseían el mismo contenido de hemoglobina y morfología que los glóbulos rojos nativos. Los autores sostienen que las células tenían una vida útil casi normal, en comparación con los glóbulos rojos naturales.

Científicos del brazo experimental del Departamento de Defensa de los Estados Unidos comenzaron a crear sangre artificial para usar en áreas remotas y transfundir sangre a soldados heridos más rápidamente en 2010. [35] La sangre se elabora a partir de las células madre hematopoyéticas extraídas del cordón umbilical entre madre humana y recién nacido mediante un método llamado pharming de sangre . El pharming se ha utilizado en el pasado en animales y plantas para crear sustancias médicas en grandes cantidades. Cada cordón puede producir aproximadamente 20 unidades de sangre. Arteriocyte produce la sangre para la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa . La Administración de Alimentos y Medicamentosha examinado y aprobado la seguridad de esta sangre de sangre O-negativa enviada previamente. El uso de esta sangre artificial en particular reducirá los costos por unidad de sangre de $ 5,000 a menos de $ 1,000. [35] Esta sangre también servirá como donante de sangre para todos los tipos de sangre comunes . La sangre pharmed puede usarse en ensayos en humanos en 2013. [36]

Ver también

  • Células artificiales, sucedáneos de la sangre y biotecnología
  • Sustituto de plasma sanguíneo (desambiguación)
  • Transfusión de sangre
  • Cirugía sin sangre
  • Eritromero
  • Células madre sanguíneas inducidas
  • Sangre teatral

Referencias

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enlaces externos

  • Cómo funciona la sangre artificial en HowStuffWorks
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