La pròxima revolució roja
El Banc de Sang i Teixits i altres científics catalans busquen com crear glòbuls vermells al laboratori
Hi ha diferents estratègies per mirar de posar fi a un problema comú i a l’alça: la manca de sang
La Universitat de Bristol prepara el primer assaig clínic per posar a prova hematies ‘in vitro’ en humans
Un investigador gironí lidera un gran projecte europeu per confegir eritròcits sintètics
Des que els humans van descobrir la importància de la sang com a fluid vital per al funcionament del cos que hi busquen un substitut. Dels primers intents matussers, fins i tot amb vi negre, i passant per una recerca militar també infructuosa, s’ha evolucionat fins a un estadi de coneixement i de biotecnologia extraordinàriament avançat, amb diferents aproximacions científiques i grups de recerca arreu del món estudiant com fer el que pel broc gros en diríem sang artificial. En realitat, però, els especialistes parlen de glòbuls vermells creats al laboratori. Aquest component sanguini, també conegut com eritròcits o hematies, és el que té més interès perquè, entre altres funcions, transporta l’oxigen pel cos i s’utilitza en transfusions i diferents pràctiques i tractaments mèdics. Amb tot, també hi ha grups de recerca dedicats a generar altres components, com plaquetes o sèrum.
La necessitat d’obtenir una alternativa a les donacions de sang és cada cop més urgent. Malgrat que Catalunya és autosuficient (pel que fa a glòbuls vermells, no a plasma) perquè hi ha una bona cultura de la donació i institucions com el Banc de Sang i Teixits (BST) fan un gran treball per mantenir les reserves (la sang caduca al cap de 40 dies), aquesta no és una situació general. La necessitat global de sang anual supera els 300 milions d’unitats de productes sanguinis i un estudi recent ha constatat que 119 de 195 països analitzats (el 61%) no van tenir prou sang per cobrir les seves necessitats l’any 2017. Aquest dèficit afecta tots els països de l’Àfrica subsahariana, Oceania i el sud d’Àsia. “La bretxa entre la necessitat i l’oferta és gran a molts països d’ingressos baixos i mitjans, i la tendència és que es vagi eixamplant”, indiquen els investigadors.
Davant aquesta necessitat, la ciència avança buscant aproximacions diverses per cobrir les demandes dels sistemes sanitaris. Una de les primeres línies fermes per trobar un candidat va ser la d’utilitzar líquids biocompatibles per fer càpsules d’hemoglobina, la proteïna que transporta l’oxigen i es troba als eritròcits. Hi ha hagut diferents intents amb estructures variades, però cap ha arribat a bon port. Alguns assajos es van frenar per efectes col·laterals i tots s’han trobat amb el mateix problema de base. Per molt que transportaven gasos, no podien complir amb una funció bàsica que també fan els glòbuls vermells: l’estimulació del sistema vascular necessària per reanimar un cos amb manca de sang.
Per tant, on investigadors de tot el món han posat més el focus els darrers anys és en l’obtenció o el cultiu de glòbuls vermells com a tals mitjançant tècniques de derivació cel·lular. A partir de cèl·lules pluripotents (mare), que es poden diferenciar en qualsevol tipus de teixit, idealment també es podria arribar a obtenir cèl·lules sanguínies com els eritròcits.
Escurçar el camí
A Catalunya, l’equip d’investigadors del laboratori d’immunohematologia del BST fa anys que investiga la manera de produir glòbuls vermells in vitro. La seva línia de recerca més avançada parteix de la creació d’un banc de cèl·lules precursores de glòbuls vermells que han estat obtingudes a partir de cèl·lules dels donants de sang. La intenció és cultivar aquestes cèl·lules, anomenades hematopoètiques, a gran escala en bioreactors i expandir-les per, després, fer-les madurar in vitro fins a obtenir els glòbuls vermells. Així es podrien escurçar els terminis, perquè ja que no s’haurien d’obtenir a partir de cèl·lules pluripotents, sinó des d’unes ja més evolucionades i específiques per crear hematies.
El Banc de Sang i Teixits està creant un banc de cèl·lules progenitores hematopoètiques corresponent als grups sanguinis més rars i infreqüents en la població. Aquestes cèl·lules mare de la sang es poden preservar bé i utilitzar com a font inesgotable per generar hematies aplicant-hi uns medis de cultiu específics (factors de creixement, hormones, citoquines...), amb l’inconvenient que encara és un sistema poc eficient i molt car.
En qualsevol cas, s’hi està investigant ja de manera més aplicada, per exemple per al tractament de pacients amb anèmia falciforme, una malaltia greu que es tracta amb transfusions de sang de manera crònica. Qui la pateix té uns eritròcits més rígids i fràgils del normal. Els darrers 15 anys n’ha augmentat molt la incidència a Catalunya pels fluxos migratoris, perquè aquest tipus d’anèmia afecta majoritàriament persones amb ascendència africana.
El BST col·labora amb els investigadors de la Universitat de Bristol que justament estan impulsant el primer estudi clínic per infondre aquesta mena de glòbuls vermells de laboratori en humans. De moment, es tracta de molt poca quantitat per valorar-ne funcions com la compatibilitat, la mobilitat, l’eficiència i la durabilitat en comparació amb els hematies procedents d’un donant.
L’ICMAB també hi treballa
Mentre que a la resta de l’Estat no consten altres grans projectes d’aquesta mena, a Catalunya encara hi ha un segon centre que vol obtenir un substitut sanguini, per bé que amb una estratègia diferent. Es tracta de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona, vinculat al CSIC. Participa en un projecte europeu liderat per la Universitat UK Leuven (Bèlgica) anomenat SynEry (synthetic erythrocyte) i finançat per la Unió Europea. Es tracta d’una aproximació diferent, ja que en comptes d’un cultiu, el que es busca és el disseny d’eritròcits sintètics a partir de la combinació d’elements cel·lulars extrets de diferents components per acabar tenint la composició i la funcionalitat més acurada possible amb relació als reals.
Atesa la biocompatibilitat i la facilitat de transportar diferents biomolècules i fàrmacs de la plataforma que es vol obtenir, la investigadora de l’ICMAB-CSIC Arántzazu González Campo creu que “aquesta tecnologia pot ajudar de manera clara també en el camp dels tractaments personalitzats, obrint fins i tot el camí per construir cèl·lules terapèutiques artificials”.
Més reptes: preu i producció
Un dels punts forts d’aquest projecte és que en cas d’acabar prosperant, els eritròcits sintètics es podrien fabricar en instal·lacions de tipus farmacèutic i a un cos relativament baix. “Els altres sistemes tenen l’inconvenient que són molt cars. Les primeres estimacions parlaven que una unitat de glòbuls vermells com les que s’utilitzen en les transfusions podria arribar als 100.000 euros, però ara es parla ja de només uns quants milers”, explica Xevi Castellví, líder del projecte SynEry.
L’escalabilitat de la producció serà un repte per a qualsevol iniciativa que vulgui ajudar contra la manca de sang i els problemes que suposen les transfusions. En comparació amb molts procediments mèdics i quirúrgics, la transfusió de sang és ara extremament segura, però encara es produeixen morts per errors en la identificació de pacients, per reaccions i per infeccions.
Als Estats Units, on hi ha donacions remunerades amb donants que sovint viuen al marge dels sistemes de salut, cada any moren 20.000 persones per falta de sang. La creació d’un substitut sintètic podria ajudar a evitar-les i estaria també a l’abast dels que rebutgen les transfusions per motius ètics.
