Pierwsze liofilizowane sztuczne płytki krwi są stabilne w temperaturze pokojowej i możliwe do transportu — ważny postęp dla medycyny pola walki i ratownictwa

Naukowcy z Case Western Reserve University, University of Pittsburgh oraz Haima Therapeutics wykazali, że syntetyczne płytki krwi można liofilizować, przechowywać przez długi czas bez chłodzenia i po ponownym uwodnieniu zachowują one skuteczność biologiczną. To rozwiązanie może w przyszłości umożliwić podawanie preparatu hemostatycznego poza szpitalem – na polu walki, miejscu wypadku komunikacyjnego lub w strefie katastrofy.

W artykule:

• Stabilność syntetycznych płytek krwi po liofilizacji
• Możliwość przechowywania preparatu bez lodówki
• Znaczenie technologii dla medycyny urazowej i przedszpitalnej
• Podanie syntetycznych płytek bezpośrednio do szpiku kostnego
• Potencjalne zastosowanie w wojsku, ratownictwie i zdarzeniach masowych
• Plany dalszych badań i badań klinicznych u ludzi

Syntetyczne płytki krwi jako odpowiedź na ograniczenia medycyny urazowej

Płytki krwi, które umożliwiają krzepnięcie, mogą uratować życie pacjentów zagrożonych wykrwawieniem w wyniku ciężkich urazów. Obecnie jednak płytki pochodzące od dawców można podawać zasadniczo w warunkach szpitalnych, a ich trwałość jest ograniczona – wynosi zaledwie kilka dni w temperaturze pokojowej lub kilka tygodni przy przechowywaniu w warunkach chłodniczych.

W istotnym postępie dla medycyny urazowej badacze z Case Western Reserve University, University of Pittsburgh oraz Haima Therapeutics wykazali, że syntetyczne płytki krwi mogą być liofilizowane, a następnie pozostawać stabilne i skuteczne przez co najmniej rok w temperaturze pokojowej oraz przez co najmniej dwa miesiące w wysokiej temperaturze.

„Nie potrzeba lodówki, aby przechowywać ten produkt, a w postaci proszku można go transportować i gromadzić tam, gdzie jest potrzebny” – powiedział Anirban Sen Gupta, Wallace R. Persons Professor of Biomedical Engineering w Case Western Reserve School of Medicine oraz Case School of Engineering, który kierował badaniem. „Obecnie płytek krwi nie można zabierać poza szpital. Gdyby jednak można było podawać płytki bliżej miejsca urazu, zwiększałoby to szanse przeżycia”.

Według Sen Gupty, który jest również chief technology officer w Haima – firmie współzałożonej przez niego wraz z absolwentką Case Western Reserve University Christą Pawlowski – rozwiązanie to otwiera możliwość podawania syntetycznych płytek krwi na polu walki, na miejscu wypadku samochodowego albo podczas zdarzeń masowych, co może przełożyć się na uratowanie większej liczby pacjentów.

Wyniki zespołu opublikowano w czasopiśmie Advanced Science.

Produkt stabilny, przenośny i możliwy do magazynowania

„Opracowanie liofilizowanej formulacji jest kluczowym kamieniem milowym w przenoszeniu tej technologii z laboratorium do rzeczywistego zastosowania” – powiedziała Christa Pawlowski, chief operating officer oraz executive vice president of research and development w Haima. „Stabilny, przenośny produkt jest niezbędny dla skalowalnej produkcji, dystrybucji i magazynowania, a także znacząco poszerza możliwość wykorzystania go do ratowania życia zarówno w szpitalu, jak i w warunkach przedszpitalnych”.

Syntetyczne płytki zostały wyprodukowane, liofilizowane i przetestowane przez Haima, a dalsze testy prowadzili badacze z Case Western Reserve University oraz University of Pittsburgh School of Medicine. Zespołem w Pittsburghu kierował Matthew Neal, Watson Chair and Professor of Surgery, który pełni również funkcję chief medical officer w Haima.

Skuteczne bezpośrednie podanie syntetycznych płytek do szpiku kostnego

Badacze z powodzeniem przetestowali również nową technikę w badaniach laboratoryjnych – bezpośrednie wstrzykiwanie syntetycznych płytek krwi do szpiku kostnego. Takie podejście mogłoby zapewnić szybszą metodę leczenia osób z zagrażającym życiu krwawieniem w odległych lokalizacjach lub strefach katastrof, gdzie uzyskanie klasycznego dostępu dożylnego może być logistycznie trudne. Wyniki dotyczące tej metody opublikowano niedawno w Journal of Thrombosis and Haemostasis.

„Na polu walki lub na miejscu wypadku samochodowego uzyskanie dostępu dożylnego w celu podania krwi przez żyłę u ciężko krwawiącej ofiary może być niemożliwe” – powiedział Matthew Neal, który jest także co-director of the Trauma and Transfusion Medicine Research Center at Pitt. „Dlatego kluczowe było upewnienie się, że ta potencjalnie ratująca życie technologia syntetycznych płytek krwi pozostaje skuteczna także wtedy, gdy jest podawana bezpośrednio do kości – jedną z najczęściej wykorzystywanych dróg podania w resuscytacji przedszpitalnej”.

Liofilizowane płytki zachowują skuteczność po ekstremalnych temperaturach i długim przechowywaniu

Aby ocenić stabilność i skuteczność liofilizowanych syntetycznych płytek krwi, badacze poddali nanocząstki działaniu ekstremalnych temperatur oraz długotrwałemu przechowywaniu. Następnie ponownie je uwodnili i sprawdzili ich skuteczność.

Wykazano, że syntetyczne płytki pozostawały skuteczne po roku przechowywania w temperaturze pokojowej oraz po dwóch miesiącach przechowywania w temperaturze 50°C, czyli ponad 100°F. Oznacza to, że potencjalnie mogłyby być transportowane do miejsc, w których nie ma łatwego dostępu do chłodniczego łańcucha dostaw, bez utraty aktywności.

Podanie doszpikowe może ratować życie w terenie

Po konsultacjach z medykami zajmującymi się urazami Sen Gupta i jego zespół dowiedzieli się, że uzyskanie dostępu dożylnego może być wyjątkowo trudne w sytuacjach ciężkiego krwawienia, szczególnie w wymagających warunkach, takich jak pole walki lub lokalizacje oddalone od infrastruktury medycznej. To skłoniło ich do przetestowania bardziej bezpośredniego podejścia: wstrzyknięcia syntetycznych nanocząstek płytkowych bezpośrednio do kości piszczelowej, gdzie kość znajduje się blisko powierzchni skóry.

Koncepcyjnie przypomina to użycie EpiPen, który wbija się w udo osoby w celu zapobieżenia ciężkiej reakcji alergicznej. Personel medyczny może szybko wprowadzić igłę do szpiku kostnego i podać leczenie bez konieczności zakładania dostępu dożylnego. Badanie wykazało, że technika ta pozwala nanocząstkom szybko przedostać się do krwiobiegu, dotrzeć do miejsca urazu i wspomóc zatrzymanie krwawienia.

Dodatkową zaletą tego podejścia jest szybkość działania w sytuacji, w której skrócenie czasu interwencji nawet o sekundy może decydować o życiu lub śmierci pacjenta.

Wsparcie i współpraca

Badania zostały wsparte grantami U.S. Department of Defense przyznanymi Sen Gupcie, Nealowi oraz Haima.

Sen Gupta i Pawlowski opracowali syntetyczne płytki w Case Western Reserve University, a następnie licencjonowali technologię firmie Haima. Firma Haima otrzymała niedawno dwa granty Small Business Innovation Research od Defense Advanced Research Projects Agency na wytworzenie i przetestowanie produktu syntetycznych płytek krwi, SynthoPlate, w modelach zwierzęcych pod kątem bezpieczeństwa. Firma planuje złożyć wniosek do U.S. Food and Drug Administration o rozpoczęcie badań klinicznych z udziałem ludzi w 2027 roku.

Źródło: Advanced Science, Lyophilized Synthetic Platelets: In Vitro Characterization and in Vivo Evaluation in Mouse Thrombocytopenia Model
DOI: http://dx.doi.org/10.1002/advs.202600002