Piše: Irena Dujmušić
Os Uma

Eksterni uređaj koji oponaša strukturu slezene uspješno čisti bakterije, gljivice i toksine iz krvi. Znanstvenici navode da bi ovo mogao biti spas za osobe sa sepsom i drugim infekcijama krvi te trenutno ispituju mogućnost uklanjanja virusa HIV-a i Ebole.

Istraživanje se izvelo na štakorima sa sepsom, a rezultati govore o znatnom poboljšanju njihovog stanja. Autor studije Donald Ingber, navodi da je dizajn inspiriran malim krvnim žilama i sinusoidima unutar slezene, kroz koje krv “curi polako, gotovo kao u močvarama, učinkovito hvatajući patogene”. Inače, slezena može kontinuirano uklanjati patogene i toksine iz krvi, bez prethodne identifikacije zarazne tvari.

Uređaj ima dva međusobno povezana kanala, jedan za krv, a drugi za fiziološku otopinu koja hvata i uklanja patogene. Prije nego se priključi na uređaj, u krv se ubrizgavaju magnetske nanokuglice obložene s genetski modificiranim ljudskim manoza vezujućim proteinom (MBL), koji ima prirodnu sklonost ka stranim toksinima i normalno funkcionira kao dio urođenog imunološkog sustava.

I ranije su razvijani uređaji za dijalizu, s namjenom ublažavanja simptoma sepse, što uključuje filtraciju upalnih molekula koje su korijen takozvane citokine oluje koja ubrzava oštećenja organa kod pacijenata sa sepsom. No, prethodni pristupi nisu ciljali sami uzrok, odnosno, patogene.

Ključ je u MBL proteinu, u njegovoj sposobnosti da prepozna i veže lance ugljikohidrata koji se nalaze na površini širokog raspona patogena, što uključuje gljivice, bakterije, viruse i parazite, kao i višestruke toksine i potiče zgrušavanje krvi te aktivira druge komponente imunološkog sustava. Ingberov tim je koristio genetski modificiranu verziju MBL proteina koja veže samo patogene, vezujući protein na magnetske nanokuglice. Potom se primjenjuje magnetno polje na uređaju čime se izvlače nanokuglice iz krvi, a očišćena krv se vraća natrag.

Znanstvenici su prvi pokazali sposobnost uređaja u filtriranju krvnih uzoraka in vitro, gdje je uklonjeno oko 90% gljivica te gram-negativnih i pozitivnih bakterija, što uključuje četiri vrste meticilin otpornih bakterija. Zatim su uređaj priključili na jugularnu venu kod štakora sa sepsom. U roku od nekoliko sati, uređaj je očistio krv štakora od oko 90 do 99% patogena i toksina.

Kod ovog pristupa su također otkrili da mogu ukloniti i žive i mrtve patogene, što je iznimno važno jer su mrtvi i dalje glavni izvor toksina, te da ovo čišćenje nema nuspojava, poput uništavanja trombocita i bijelih krvnih zrnaca te mijenjanja sastava krvi.

Znanstvenici su napomenuli da će i dalje raditi na razvoju ovog uređaja, no da svakako ima dobru perspektivu. Ingber i njegove kolege sada namjeravaju istražiti uklanjanje virusa poput HIV-a i Ebole, jer je poznato da se MBL veže i na njih. Sepsa je rezultat nakupljanja toksina u krvi nastalih od mrtvih patogena koji proizlaze iz odgovora imunološkog sustava na napad, a to može dovesti do groznice, niskog krvnog tlaka i na kraju do višestrukog zatajenja organa. Kod bolesnika oboljelih od Ebole, virus napada imunološki sustav, a liječnici mogu samo pokušati podržati tjelesne funkcije oboljelog kako bi poživio dovoljno dugo da se njegov imunološki sustav izbori protiv virusa. Istraživači vjeruju da postoje sličnosti između septičkog šoka i toga kako dolazi do smrti kod oboljelih od Ebole.

Slika je vlasništvo Harvard Wyss Instituta

Izvori: The Scientist, Washington Post