Umelá krv je na dosah. Vedci našli spôsob, ako efektívne vyrábať červené krvinky v laboratóriu
Vedci objavili molekulárny signál CXCL12, ktorý umožňuje efektívnejšiu výrobu červených krviniek v laboratóriu.
Už celé desaťročia vedci po celom svete skúmajú, ako by bolo možné vyrábať krv umelo. Dôvod je jasný, denne je potrebných tisíce litrov krvi pre pacientov po operáciách, nehodách či pri liečbe chorôb. Len v Nemecku sa denne použije približne 15 000 jednotiek krvi. Väčšina pochádza z darcovstva, no to nemusí byť vždy spoľahlivý zdroj. Výskumníci z Univerzity v Kostnici (Nemecko) a Queen Mary University v Londýne teraz spravili zásadný krok vpred, podarilo sa im identifikovať molekulárny signál, ktorý umožňuje vytvárať červenéx krvinky efektívnejšie ako kedykoľvek predtým. Upozornil na to portál EurekAlert.
Krv ako z fabriky?
Tvorba krvi v našom tele je nesmierne zložitý proces. Odohráva sa v kostnej dreni, kde sa kmeňové bunky postupne menia na takzvané erytroblasty, predchodcov červených krviniek (erytrocytov). V poslednej fáze svojho vývoja erytroblast vypudí jadro, čím sa stane plnohodnotnou červenou krvinkou. Tento krok je kľúčový, len tak vznikne bunka schopná niesť kyslík. V minulosti sa vedcom už podarilo zvládnuť časť tohto procesu v laboratórnych podmienkach, no stále nebolo jasné, čo konkrétne spúšťa toto „vypudenie“ jadra. Práve to však teraz výskumníci zistili.
Signál, ktorý všetko zmenil
Tím vedcov pod vedením doktorky Julie Gutjahr objavil, že signál menom CXCL12, ide o takzvaný chemokín, teda molekulu ovplyvňujúcu správanie buniek, je schopný spustiť vypudenie jadra z erytroblastov.
„Keď sme CXCL12 pridali do kultúry buniek v správnom čase, dokázali sme umelo vyvolať vypudenie ich jadier,“ vysvetľuje Gutjahr.
To je extrémne dôležité, pretože práve tento krok býva pri umelom vytváraní krvi najväčšou prekážkou.
Zaujímavé je aj to, že CXCL12 sa správa odlišne podľa typu buniek. Zatiaľ čo väčšinu buniek tento chemokín stimuluje k pohybu, v erytroblastoch preniká až do ich jadra. Tam zrýchľuje ich dozrievanie a pomáha im „odložiť“ jadro, ktoré už pre ďalšiu funkciu nepotrebujú.
Neprehliadni
Čo to znamená v praxi?
V súčasnosti sa krv v laboratóriu najúspešnejšie vyrába z kmeňových buniek. Tento proces však závisí od darcov, najčastejšie ide o pupočníkovú krv alebo kostnú dreň. Takéto zdroje nie sú vhodné na masovú výrobu krvi. Alternatívou je reprogramovanie bežných buniek na kmeňové, no tento proces je zložitý a výťažnosť červených krviniek je zatiaľ len okolo 40 %. S pomocou CXCL12 sa však dá očakávať, že tento podiel výrazne vzrastie.
Ak by sa vedcom podarilo optimalizovať celý proces, otvorili by sa úplne nové možnosti. Okrem toho, že by sa dali vytvárať vzácne krvné skupiny, bolo by možné pripravovať krv „na mieru“, napríklad vlastnú krv pre pacientov pred zákrokom alebo pri liečbe určitých chorôb.
Ešte nie je koniec
Aj keď je objav chemokínu CXCL12 veľkým krokom vpred, vedci majú pred sebou ešte dlhú cestu. Doktorka Gutjahr vedie svoj výskumný tím v Inštitúte bunkovej biológie a imunológie Thurgau (pri Univerzite v Kostnici) od roku 2023. Pokračuje v práci, ktorú začala ešte v Londýne v laboratóriu profesora Antala Rota.
„Naše objavy nielenže zlepšia praktickú výrobu krvi, ale prinášajú aj nový pohľad na to, ako bunky reagujú na chemokíny. Ukazuje sa, že tieto signály nefungujú len na povrchu buniek, ale aj v ich vnútri,“ uzatvára Rot.
Vedci veria, že tento objav môže v budúcnosti nielen zachraňovať životy, ale aj zásadne zmeniť náš pohľad na bunkovú biológiu. A hoci nás od komerčnej výroby krvi delí ešte niekoľko rokov výskumu, už dnes je jasné, že CXCL12 je jedným z kľúčov, ktoré otvárajú dvere k novej ére medicíny.
