Para ilmuwan sedang mengeksplorasi produksi darah buatan di tengah kekurangan darah dan kebutuhan akan transfusi yang aman.
Jutaan orang meninggal secara global setiap tahun karena kurangnya akses ke darah, studi oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) telah ditunjukkan.
Darah membawa oksigen ke seluruh tubuh dan menghilangkan produk limbah, di antara banyak fungsi kritis lainnya.
Darah yang ditanam di laboratorium digunakan pada manusia dalam uji klinis pertama pada tahun 2022, terutama pada pasien dengan kelompok darah yang langka.
Para ilmuwan juga bekerja untuk mengembangkan darah sintetis sebagai bagian dari upaya untuk mendukung pengobatan darurat, operasi, dan transfusi.
Jadi seberapa dekat para ilmuwan untuk mengembangkan darah buatan?
Apa itu darah buatan?
Darah buatan adalah istilah luas yang mencakup darah yang tumbuh di lab dan sintetis.
Darah sintetis, yang masih sedang dipelajari, adalah pengganti yang sepenuhnya buatan manusia dan tidak mengandung sel manusia. Molekul yang direkayasa ini meniru fungsi sel darah dengan mengangkut oksigen. Ini dirancang terutama untuk penggunaan darurat atau pengobatan militer, di mana pengiriman oksigen langsung diperlukan tetapi jenis darah yang cocok itu sulit.
Sebagai contoh, militer Amerika Serikat telah menginvestasikan $ 46 juta dalam mengembangkan eritromer, pengganti darah sintetis yang dirancang untuk kompatibel secara universal dan stabil tanpa pendinginan. Produk ini masih menjalani penelitian dan pengujian untuk menetapkan keamanan dan efektivitasnya.
Di sisi lain, darah yang tumbuh di laboratorium diciptakan dengan menumbuhkan sel darah merah manusia di lingkungan yang terkontrol di luar tubuh.
Setelah tersedia, sel darah yang ditumbuhkan di laboratorium dapat membuat pengobatan kasus medis tertentu lebih efektif, Cedric Ghevaert, profesor kedokteran transfusi di University of Cambridge di Inggris, mengatakan. Sebagai contoh, trombosit yang ditanam di lab mungkin lebih baik dalam menghentikan pendarahan pada pasien trauma dibandingkan dengan yang diberikan kepada pasien leukemia, yang menerima trombosit untuk mencegah pendarahan daripada menghentikan pendarahan aktif.
Bagaimana darah yang ditumbuhkan lab?
Proses ini dimulai dengan sel induk, yang merupakan sel khusus yang dapat berkembang menjadi berbagai jenis sel dalam tubuh. Mereka termasuk sel darah merah, trombosit (yang membantu darah untuk menggumpal), atau bahkan sel kulit, tergantung di mana sel induk ditemukan dan bagaimana mereka distimulasi.
Para ilmuwan menggunakan jenis sel tertentu yang disebut sel induk hematopoietik, yang menghasilkan semua jenis sel darah, termasuk sel darah putih, sel darah merah dan trombosit. Mereka ditemukan di sumsum tulang – jaringan lunak di dalam tulang – atau dalam darah donor.
Untuk mengubah sel -sel induk ini menjadi sel darah merah, mereka ditempatkan dalam pengaturan laboratorium dan terpapar faktor pertumbuhan – zat alami yang membantu sel berkembang.
Selama beberapa minggu, sel induk secara bertahap berubah menjadi sel darah merah dewasa dan berfungsi seperti yang alami.
Ghevaert menjelaskan bahwa para ilmuwan dapat “mengedit gen” sel induk untuk meningkatkan produksi darah dan menghilangkan penanda kelompok darah. Ini dapat memungkinkan mereka untuk membuat darah yang dapat diberikan kepada siapa pun, tanpa perlu mencocokkan jenis darah tertentu.
Seberapa dekat para ilmuwan untuk memproduksi darah buatan?
Produk darah yang ditumbuhkan laboratorium atau sintetis saat ini hanya dalam tahap penelitian dan pengembangan.
Pada tahun 2022, uji klinis di Inggris menandai tonggak sejarah dengan mentransfusikan sel darah merah yang ditanam di laboratorium menjadi sukarelawan manusia untuk menilai standar keselamatan dan umur panjang mereka.
Lebih banyak uji coba akan diperlukan sebelum produk ini dapat disetujui secara medis untuk penggunaan komersial.
Selain itu, memproduksi darah yang tumbuh di lab saat ini jauh lebih mahal daripada menggunakan darah yang disumbangkan.
Pada 2013, Badan Proyek Penelitian Lanjutan Pertahanan (DARPA), sebuah agen pemerintah AS, melaporkan bahwa bahan kimia yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit darah yang ditumbuhkan di laboratorium lebih dari $ 90.000. Melalui kemajuan dalam metode produksi, biaya ini sekarang telah dikurangi menjadi kurang dari $ 5.000 per unit. Sebagai perbandingan, rumah sakit di AS membayar rata -rata $ 215 per unit sel darah merah yang disumbangkan pada tahun 2019.
Apakah darah buatan telah digunakan dalam uji klinis?
Ya. Uji klinis 2022 di Inggris menandai contoh pertama dari prosedur semacam itu.
Sebuah studi awal kecil di Jepang pada tahun 2022 menguji vesikel hemoglobin, komponen darah buatan kecil yang dirancang untuk membawa oksigen dengan cara yang dilakukan sel darah merah asli. Studi ini meneliti apakah mereka bisa menjadi alternatif yang aman dan efektif untuk transfusi darah biasa.
Studi ini melibatkan 12 sukarelawan pria yang sehat berusia 20 hingga 50 tahun, dibagi menjadi tiga kelompok. Setiap kelompok menerima injeksi vesikel hemoglobin intravena tunggal dalam jumlah yang meningkat: 10ml, 50ml dan 100ml.
Beberapa peserta mengalami efek samping ringan, seperti demam dan ruam, tetapi masalah ini sembuh dengan cepat. Tidak ada perubahan signifikan dalam tanda -tanda vital, termasuk tekanan darah.
Seberapa jauh kita dari memproduksi darah secara komersial?
Masih ada beberapa hambatan di jalan menuju pembuatan darah secara komersial.
Ini termasuk masalah bagaimana meningkatkan produksi untuk memenuhi permintaan klinis sambil memastikan keamanan dan fungsionalitas produk darah yang ditanam laboratorium atau sintetis.
Selain itu, regulator seperti Administrasi Makanan dan Obat-obatan AS (FDA) dan Badan Obat-obatan Eropa masih menentukan apakah darah yang ditumbuhkan di lab harus diklasifikasikan sebagai terapi atau obat-obatan, yang akan menentukan bagaimana hal itu akan diatur, jelas Ghevaert.
“Ini adalah jenis produk baru untuk setiap regulator, yang berarti kami berada di wilayah yang tidak diketahui,” katanya.
Bisakah darah buatan dibuat untuk kelompok darah langka?
Ya, darah yang ditumbuhkan lab dapat disesuaikan untuk darah langka.
Darah sintetis, yang bebas sel, membawa oksigen tanpa perlu penanda kelompok darah tertentu. Ini bisa menjadikannya alternatif universal untuk transfusi, mengurangi kebutuhan untuk pertandingan yang tepat.
Selain kelompok darah ABO dan Rhesus yang khas, para ilmuwan telah mengidentifikasi 36 sistem kelompok darah lainnya, masing -masing dengan karakteristik unik.
Secara total, ada lebih dari 600 antigen yang berbeda – penanda kecil pada permukaan sel darah merah yang membantu sistem kekebalan tubuh mengenali darah sebagai “aman” atau “asing”.
Jenis darah dianggap jarang jika tidak memiliki antigen umum yang kebanyakan orang miliki atau miliki antigen yang tidak biasa yang tidak dimiliki kebanyakan orang. Ini membuatnya lebih sulit untuk menemukan donor yang kompatibel untuk transfusi.
Frekuensi tipe darah langka bervariasi antara populasi yang berbeda dan kelompok etnis, yang berarti beberapa orang mungkin lebih sulit menemukan kecocokan darah yang aman daripada yang lain.
Misalnya, “Darah Bombay”, yang berasal dari India, adalah subset langka dari kelompok darah O. Dengan frekuensi kurang dari satu dari 10.000 orang di seluruh dunia, itu paling umum di India, Iran dan bagian Asia Tenggara.
Bisakah penciptaan darah buatan menyelesaikan kekurangan darah global?
Darah buatan memiliki potensi untuk mengurangi kekurangan darah global, terutama di negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah, kata para ahli.
Menurut WHO, sekitar 118,5 juta sumbangan darah dikumpulkan di seluruh dunia, dengan 40 persen dikumpulkan di negara-negara berpenghasilan tinggi, yang hanya terdiri dari 16 persen dari populasi global.
Studi terbaru juga menunjukkan bahwa hampir 2.000 unit darah per 100.000 orang diperlukan untuk memenuhi tuntutan medis global, namun kekurangan parah tetap ada, terutama di Afrika Sub-Sahara, Asia Selatan, dan Oceania.
Di daerah -daerah ini, di mana pasokan darah sangat rendah, angka kematian akibat perdarahan secara signifikan lebih tinggi daripada di negara -negara yang lebih kaya.
Komunitas pedesaan di negara-negara berpenghasilan rendah dan menengah paling terpukul, membentuk “gurun darah”- area di mana lebih dari 75 persen pasien yang membutuhkan transfusi tidak dapat mengakses darah.
Namun, kekurangan tersebut terutama karena penyimpanan darah dan masalah akses. Misalnya, dengan bank darah sering berjam -jam, dokter di daerah ini dipaksa untuk menunda atau membatalkan operasi yang menyelamatkan nyawa.
Ghevaert mengatakan salah satu keunggulan utama darah yang ditumbuhkan di lab juga akan menjadi nilainya dalam situasi krisis, seperti pandemi, perang atau bencana alam ketika tiba-tiba ada lonjakan permintaan.
