Blóðefni sem kallast Oxycyte er gert úr efnum sem öll eru unnin í rannsóknastofum með framleiðsluaðferðum gerviefna. Þess vegna er þetta "gerviblóð" mjólkurhvítt á lit.

Sú gamla flökkusögn að fólk af konungaættum hafi blátt blóð í æðum er að sjálfsögðu ekki sönn. En á hinn bóginn gæti farið svo innan tíðar að blóð sem geymt er á sjúkrahúsum til blóðgjafar í neyð, verði hvítt sem snjór. Um þessar mundir er “rífandi gangur” í þróun gerviblóðs. Sumt af því er unnið úr blóði manna og/eða dýra en sumt er hreinlega samsett frá grunni í rannsóknastofum og ber þess vegna ekki hinn vel þekkta blóðrauða lit.

En án tillits til þess hvaðan hráefnið kemur geta vísindamennirnir sérhannað blóðið til að leysa ákveðinn vanda. Nú þegar er á leiðinni gerviblóð sem sérstaklega er gert til að ráða bót á blóðtappa í heila, þrengingu kransæða, miklu blóðtapi á slysstað, eða þá til varðveislu ígræðslulíffæra að blóðgjafar á skurðarborði. Raunar vekur gerviblóðið ekki aðeins áhuga læknanna vegna þess að það leysir vanda sem ekki er unnt að leysa með venjulegu gjafablóði. Ástæðan er ekki síður vaxandi blóðskortur sem getur ógnað stórum hlutum heilbrigðisþjónustunnar. Fólksfjölgun og hækkandi hlutfall gamals fólks sem hefur oftar þörf fyrir t.d. hjartaaðgerðir eða mjaðmaaðgerðir, ásamt nýjum úrræðum á sviði lækninga, skapar allt saman aukna þörf fyrir blóð til blóðgjafar við skurðaðgerðir eða þegar fólk hefur misst mikið blóð í slysi. Í takt við aukna þörf á blóði verður æ erfiðara að útvega blóð. Í mörgum löndum hefur dregið úr vilja fólks til að gefa blóð, en annars staðar þarf oft að fleygja miklu blóði vegna þess að það reynist vera sýkt, t.d. af alnæmi eða öðrum hættulegum sjúkdómum.

Blóð er ekki unnt að geyma lengur en í sex vikur og þetta leiðir oft til blóðskorts síðla sumars þegar fastir blóðgjafar hafa ekki mætt vegna sumarleyfa. Áður en unnt er að gefa sjúklingi blóð þarf að ákvarða blóðflokk hans og þetta getur leitt til alvarlegra tafa einmitt þegar tafir mega síst verða, t.d. fyrst eftir slys. Við slíkar, lífshættulegar aðstæður er unnt að nota blóð af flokki 0, en því miður er skortur á slíku blóði.

Hráefni sótt í rauð blóðkorn

Rannsóknir gera þó mögulegt að leysa þessi vandamál. Hæfni blóðsins til að drekka í sig súrefni í lungunum og skila því síðan út í vefi líkamans, grundvallast á efninu hemóglóbín sem er að finna inni í rauðu blóðkornunum. Blóðflokkurinn ræðst á hinn bóginn af sykurefnum á yfirborði rauðu blóðkornanna, en tengist ekki hemóglóbíni. Þess vegna getur hemóglóbínþykkni hvort heldur er úr mönnum eða dýrum annast það verkefni að flytja súrefni, án tillits til blóðflokksins.

Þegar hemóglóbín er unnið úr blóði er byrjað á að einangra rauðu blóðkornin en þau eru meira en þriðjungur af samanlögðu blóðmagninu. Því næst eru frumuhimnurnar eyðilagðar og nú er hægt að einangra og vinna hemóglóbínið. Að lokum er hemóglóbínið svo leyst upp í saltvökva og þetta gerviblóð má nú nota til blóðgjafar.

Kúablóð notað í Suður-Afríku

Þegar árið 2001 fékk blóðlíkið Hemopure viðurkenningu stjórnvalda í Suður-Afríku til blóðgjafar við aðgerðir. Mjög stór hluti íbúanna er HIV-smitaður og veiran getur smitast með gjafablóði. Þess vegna er Hemopure unnið úr kúablóði. Í Vestur-Evrópu og Bandaríkjunum, þar sem áhættan á eyðnismiti í gjafablóði er miklu minni, fylgja kúablóði á hinn bóginn fleiri gallar en kostir. Kýrnar gætu nefnilega verið smitaðar af kúariðu sem veldur afar hættulegum heilasjúkdómi í mönnum, Creutzfeldt-Jakobs. Við þetta bætast svo siðrænar áhyggjur af þeim tilfinningum sem það vekti fólki að vera með kúablóð í æðum. Fyrirtækið sem framleiðir Hemopure verst á hinn bóginn með því að fullyrða að kýrnar sem blóðið er fengið úr komi undantekningarlaust af svæðum þar sem kúariða er ekki til og sú reynsla sem fengist hefur af þessu blóðlíki í Suður-Afríku er líka afar góð. Lyfjafyrirtækið reynir nú að fá leyfi til að markaðssetja blóðlíkið í Evrópusambandinu og Bandaríkjunum.

Margvíslegt gerviblóð sem byggist á hemóglóbíni úr mönnum er í þróun um þessar mundir og gerðar hafa verið klínískar tilraunir með slíkt blóðlíki í mörg ár. Þótt ekkert þessara efna hafi enn öðlast viðurkenningu, er þó eitt þeirra þegar komið í notkun. Þetta blóðlíki kallast PolyHeme og er ætlað til stórra blóðgjafa á skömmum tíma. Í sumum tilvikum hafa sjúklingar með miklar blæðingar fengið allt að 20 skammta af blóði - sem sagt 9 lítra - á 20 mínútum. Þetta samsvarar því að öllu blóði líkamans hafi verið skipt út tvisvar á þessum tíma.

Sjúkrabílar flytja að jafnaði ekki gjafablóð í útkalli, bæði vegna skamms endingartíma og svo hins að nauðsynlegt er að ákvarða blóðflokk áður en unnt er að hefja blóðgjöf. PolyHeme er þar með eina lausnin sem hægt er að grípa til í verstu neyðartilvikunum og sérstakt ákvæði í bandarískum lögum leyfir notkun þessa blóðlíkis, þrátt fyrir að það hafi ekki öðlast viðurkenningu. Lyfjafyrirtækið sem framleiðir PolyHeme lauk hins vegar á síðasta ári við stóra klíníska rannsókn og heilbrigðisyfirvöld í Bandaríkjunum fara nú yfir niðurstöðurnar með tilliti til þess hvort viðurkenna skuli þetta blóðlíki.

Hvítt blóð úr eggjarauðu og tefloni

Önnur gerð blóðlíkis er ætluð nokkuð þröngt afmörkuðum hópi sjúklinga. Þetta er Oxycyte, sem raunar líkist blóði ekki hið minnsta, heldur er hvítt að lit og minnir helst á mjólk. Oxycyte er hreint gerviefni og mætti nánast segja framleitt úr eggjarauðum og tefloni af steikarpönnu. Afraksturinn er afar virkt blóðlíki sem er fært um að sjá líkamanum fyrir mun meira súrefni en venjulegt blóð. Súrefnisbindingin stafar af notkun svonefndra perflúorkarbónata eða PCF, sem eru keðjulaga kolvetnissameindir þar sem flúor er sett í stað vetnis. PFC er vökvi sem hefur gríðarlega getu til að draga í sig súrefni og getur innihaldið allt að 50% súrefni, sem er miklu meira en í venjulegu lofti. Það er meira að segja mögulegt að fylla lungun af þessum vökva og "anda" súrefninu úr honum. Sú aðferð hefur verið notuð við fyrirbura í stað öndunarvélar.

En rétt eins og vatn hrekkur af teflonhúð, blandast PCF ekki blóðinu og til að geta notað efnið er því nauðsynlegt að grípa til sérstakra ráða. Hér kemur til sögunnar efnið lecitín sem unnið er úr eggjarauðum og er þess umkomið að pakka PCF-sameindum inn í örlitlar kúlur, sem aðeins eru 0,0002 mm í þvermál. Þessar kúlur blandast vatni auðveldlega og það er einmitt sú blanda sem er notuð sem blóðlíki.

Einn af stærstu kostunum við Oxycyte er einmitt smæð kúlnanna sem flytja súrefnið. Verði heilinn fyrir miklu höggi í slysi, bólgnar vefurinn og þrengir að æðunum þannig að blóðið kemst ekki leiðar sinnar. Um leið hættir heilanum að berast hið lífsnauðsynlega súrefni. En Oxycyte-kúlurnar eru svo smágerðar að þær komast gegnum hverja minnstu smugu og þetta blóðlíki getur því bjargað lífi sjúklings við slíkar aðstæður. Ekki er til nein önnur læknisfræðileg aðferð gagnvart heilaskaða af þessu tagi og þriðji hver sjúklingur deyr. Klínísk tilraun sem gerð var árið 2006 leiddi í ljós að ef sjúklingarnir voru meðhöndlaðir með Oxycyte strax eftir slysið, lækkaði dánartíðnin niður í einn af hverjum átta.

Það er þó ákveðnum vandkvæðum bundið að nota Oxycyte og önnur blóðlíki sem byggjst á FPC, þar eð þau virka því aðeins að sjúklingurinn andi að sér 100% súrefni gegnum öndunargrímu. Venjulegt blóð virkar ágætlega þegar súrefni í innöndunarloftinu er 5% en PFC-blóð þarf miklu hærra súrefnisinnihald en þau 20% sem eru í venjulegu lofti til að geta flutt súrefni um líkamann.

Erfið verkefni framundan

Eitt vandamál er sameiginlegt öllum gerðum gerviblóðs. Þetta blóð heldur virkni sinni í líkamanum aðeins í skamman tíma. Blóðlíki sem byggt er á hemóglóbíni virkar í fáeina daga en PCF-blóð dugar ekki nema í nokkrar klukkustundir. Önnur vandkvæði tengjast einnig hemóglóbíngerviblóði. Hemóglóbíni er frá náttúrunnar hendi ætlað að virka inni í rauðu blóðkornunum, en þegar efninu er sleppt lausu í blóðinu, leiðir það af sér ýmsar aukaverkanir. Úti við æðaveggina bindur hemóglóbínið sig við sameindir köfnunarefnis og súrefnis (NO) en þetta er það boðefni sem kemur æðunum til að víkka. Þegar þetta efni er ekki lengur til staðar, draga æðarnar sig saman og blóðþrýstingurinn hækkar. Annað vandamál hefur verið fólgið í því að fá hemóglóbínið til að gefa frá sér súrefnið þegar það berst út í vefi líkamans. Inni í rauðu blóðkornunum er að finna efni sem kallast 2,3-DPG og dregur úr “vilja” hemóglóbínsameindanna til að halda súrefninu og fær þær þannig til að sleppa því lausu. Þetta efni fer hins vegar forgörðum við framleiðslu gerviblóðs. Þessi vandi hefur reyndar verið leystur með sérstöku gerviefni sem fest er við hemóglóbínsameindirnar og hefur sömu áhrif. Og í blóðlíkinu Hemopure er vandinn alls ekki til staðar, vegna þess að hemóglóbín úr kúm virkar á annan hátt.

Genagræddar bakteríur mynda blóð

Hin ýmsu blóðlíki sem byggð eru á hemóglóbíni eru afar misjöfn í einu mikilsverðu tilliti. Hver hemóglóbínsameind er gerð úr fjórum prótínkeðjum, en þær falla iðulega sundur í vinnsluferlinu og eru þá ekki lengur færar um að gegna því hlutverki sínu að flytja súrefni. Þær sameindir sem þannig rofna þarf því að tengja saman aftur með efnafræðilegum aðferðum, en það má reyndar gera á ýmsa vegu. Einfaldasta lausnin er að tengja einfaldlega prótínkeðjurnar fjórar saman. Útkoman minnir þá mjög á eðlilega hemóglóbínsameind. Sú aðferð er notuð við framleiðslu á blóðlíkinu Hemolink, sem búið er að ganga í gegnum klínískar tilraunir og bíður nú viðurkenningar til nota við hjartaaðgerðir. En aðferðin hefur þann galla að þessar tiltölulega litlu sameindir komast auðveldlega út um æðaveggina og hverfa því fljótlega úr blóðrásinni.

Hjá þessum galla má komast með því að tengja saman tvær eða fleiri sameindir í stærri eind, eins og gert er bæði í PolyHeme og Hemopure. Þriðji möguleikinn er svo sá að koma einni eða fleiri hemóglóbínsameindum fyrir í eins konar hylki úr fituhimnu eða hlaupfilmu og búa þannig beinlínis til eftirlíkingu af rauðu blóðkorni. Kosturinn við þetta er sá að hemóglóbínið bindur sig ekki jafn auðveldlega við köfnunarefnissúrefnissameindirnar og þar með dregur verulega úr hættunni á of háum blóðþrýstingi. Annar kostur er sá að súrefni sem er bundið við hemóglóbínið kemst ekki í beina snertingu við efni í blóðinu. Súrefni getur nefnilega ráðist gegn öðrum efnum og líkaminn þarf því að verja sig gegn lausu súrefni. Í blóðlíkinu Hemospan er hemóglóbíni komið fyrir í himnuvörðum hylkjum og á þessu blóðlíki er nú verið að gera klínískar rannsóknir í Svíþjóð og fleiri Evrópuríkjum.

Sumir vísindamenn hafa á hinn bóginn farið allt aðra leið og genabætt plöntur eða örverur til að framleiða mannlegt hemóglóbín með bestu hugsanlegu eiginleikum. Strax 1997 tókst frönskum vísindamönnum að fá tóbaksplöntu til að framleiða hemóglóbínsameind þar sem prótínkeðjurnar voru tengdar þannig saman að þær gátu ekki sundrast. Þetta plöntuhemóglóbín var reyndar aldrei prófað sem gerviblóð, en öðru máli gegnir um hemóglóbín úr colibakteríum. Með genabreytingu á þessum örverum tókst að koma þeim til að framleiða hemóglóbín sem ekki þurfti á efninu 2,3-DPG að halda til að losa súrefni út í vefinn og þetta hemóglóbín helst jafnframt lengur í líkamanum. Niðurstöður þessara rannsókna leiddu af sér blóðlíkið Optro sem notað var í klínískum tilraunum. Ýmsar aukaverkanir urðu þó til þess að Optro náði aldrei lengra.

Þótt gerviblóð, grundvallað á hemóglóbíni eða PCF, feli í sér margvíslega möguleika, er þó ekki ætlunin að það komi í stað hefðbundins gjafablóðs. Gerviblóðið getur nefnilega aðeins flutt súrefni, en venjulegt blóð gegnir mörgum fleiri hlutverkum. Það flytur lífsnauðsynleg næringarefni, sölt, hormón og boðefni um allan líkamann. Í því er líka að finna hið bráðnauðsynlega storknunarefni og síðast en ekki síst ónæmiskerfið með mótefnum og hvítum blóðkornum.

En í neyðartilvikum, þegar öllu máli skiptir að tryggja súrefnisflæði til heilans og annarra hluta líkamans, má um stundarsakir slá á frest öðrum verkefnum blóðsins en því einu að flytja súrefni. Og á slíkum stundum hefur gerviblóðið þá stóru kosti að hægt er að geyma það í allt að þrjú ár, auk þess sem það hentar öllum blóðflokkum.