Специалисты по биоинженерии из Гарвардского университета разработали «искусственную селезенку»
Специалисты по биоинженерии из Гарвардского университета разработали так называемую «искусственную селезенку» - высокотехнологичное экстракорпоральное устройство, предназначенное для быстрой и эффективной очистки крови от любых патогенных микроорганизмов и предотвращения развития сепсиса. Описание устройства опубликовано 14 сентября в журнале Nature Medicine.
Сепсис (иногда называемый заражением крови) - потенциально жизнеугрожающее
состояние, вызываемое избыточным иммунным ответом на возбудителя инфекции, что
влечет за собой системную воспалительную реакцию, мультиорганную дисфункцию,
септический шок и смерть. Как правило, поскольку выявление конкретного патогена,
вызвавшего септическую реакцию, занимает слишком много времени, в качестве
метода терапии применяются антибиотики широкого спектра действия, что снижает
эффективность лечения и ведет к развитию антибиотикоустойчивости бактерий.
В поисках решения этой проблемы группа под руководством клеточного биолога и
биоинженера Доналда Ингбера (Donald Ingber) взяла за образец селезенку – орган,
действующий, в том числе, как фильтр, очищающий кровь от различных чужеродных
агентов. В созданном ими экстракорпоральном устройстве используются магнитные
шарики нано-размера, покрытые модифицированной версией манноза-связывающего
лектина (MBL) – белка, играющего важнейшую роль в системе врожденного иммунитета
человека. MBL распознает и связывает молекулы моносахарида маннозы на
поверхности более чем 90 видов патогенных микроорганизмов (бактерий, вирусов,
грибов) и продуктов их жизнедеятельности. Именно выделяемые ими в кровь
эндотоксины запускают приводящую к септическому шоку реакцию избыточного
иммунного ответа.
По аналогии с процедурой диализа, кровь пациента поступает в «искусственную
селезенку» - устройство размером не больше колоды карт, где проходит через слой
покрытых MBL магнитных шариков, «собирающих» практически все присутствующие в
ней патогены и эндотоксины. Затем с помощью магнита кровь освобождается от
шариков и в уже очищенном состоянии возвращается в организм пациента.
Тестирование устройства на крысах, инфицированных бактериями E.coli или
Staphylococcus aureus, продемонстрировало его высокую эффективность – в течение
часа «искусственная селезенка» удалила более 90 процентов бактерий и продуктов
их жизнедеятельности из крови животных. Спустя пять часов после заражения 89
процентов крыс, чья кровь была профильтрована через устройство, осталось в
живых, в сравнении лишь с 14 процентами тех, кто был лишен подобной терапии. При
этом фильтрация позволила снизить уровень воспалительной реакции в легких и
других органах, что защитило животных от сепсиса.
Эффективность «искусственной селезенки» была также проверена на человеческой
крови – через устройство «прогнали» около пяти литров, что составляет примерный
объем крови, циркулирующей в организме взрослого человека. Кровь была заражена
смесью бактерий, грибов и эндотоксинов и прокачивалась через устройство со
скоростью около литра в час. В течение пяти часов «искусственная селезенка»
практически полностью очистила кровь от патогенов. Такой уровень эффективности
работы устройства, полагает Ингбер, вполне достаточен для контроля над инфекцией
– то, что не уберет «искусственная селезенка», «добьют» антибиотики и сама
иммунная система. Ингбер также отметил, что принцип действия устройства
позволяет использовать его в терапии таких серьезных вирусных заболеваний, как,
например, ВИЧ и лихорадка Эбола, при которых выживание зависит от качественного
снижения уровня вирусной нагрузки в крови.
В настоящее время группа Ингбера проводит испытания «искусственной селезенки» на
свиньях, механизмы развития сепсиса у которых похожи на человеческие. Эксперты
ожидают начала клинических испытаний устройства в ближайшие два года.
Источник: Medportal.ru