O sangue, que é feito com células-tronco multiplicadas em laboratório e foi desenvolvido pelo Pentágono, poderá ser usado em transfusões de emergência no front de batalha. Ele custa US$ 10 mil o litro, e ainda precisa passar por testes clínicos.
Cresce a necessidade de criar sangue artificial
Os bancos de sangue não estão exatamente transbordando com o chamado "ouro vermelho". Têm as reservas justas. Por isso ressentem de forma grave cada vez que coincidem um acúmulo de acidentes ou de cirurgias que exigem grandes transfusões, ou cada vez que os doadores saem de férias. Neste mês de setembro o Banco de Sangue e Tecidos da Catalunha teve de empreender uma campanha especial para conseguir em cinco dias cerca de 10 mil unidades de sangue (cerca de 5 mil litros). Se isso ocorre agora em um país como a Espanha, que tem um dos índices de doação mais elevados do mundo, o que acontecerá quando a população mundial envelhecer, precisando de mais intervenções e portanto necessitar de ainda mais sangue? Os cientistas se apressam para criar compostos sanguíneos artificiais que possam satisfazer a demanda.
Busca por sangue artificial já dura anos no mundo
Hoje a metade das doações é utilizada para cobrir as necessidades de pessoas com mais de 60 anos. Em 2050, a população mundial de idosos terá duplicado. Não só poderá exigir quase a totalidade das doações, como, ao haver menos população jovem, também haverá menos doadores. Isso sem contar com situações imprevisíveis que possam aumentar a demanda, como guerras, desastres naturais ou outros acidentes. Os especialistas dizem que no ano 2050 haverá nos EUA um déficit de 3 milhões de doações por ano. O que significa que faltarão 1,5 milhão de litros de sangue. A situação será semelhante na Europa.
O fluido sanguíneo será mais que nunca um bem procurado se não forem encontrados substitutos. É nisso que trabalham há mais de duas décadas vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Mas as tentativas de encontrar um substituto para o fluido da vida já vêm de muito tempo antes.
Os resultados mais promissores vêm pelo lado das células-tronco. São a grande promessa para muitas outras doenças, mas "se há um campo em que os resultados chegaram logo é neste", afirma Juan Carlos Izpisúa, diretor do Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona e pesquisador do Salk Institute, na Califórnia. "Será onde poderemos encontrar a aplicação mais imediata, porque o sangue, diferentemente de outros tecidos, não exige uma estrutura tridimensional para ser funcional", diz.
O grupo de Izpisúa trabalha na criação de sangue artificial com células iPS (células-tronco) obtidas a partir de células do cordão umbilical. Trata-se de uma complexa cadeia de transformações celulares. Primeiro, essas células do cordão umbilical devem se transformar em células-tronco. Depois essas células-tronco induzidas dariam lugar a células progenitoras, que seriam capazes de acabar se diferenciando em todas as células do sangue: glóbulos brancos, glóbulos vermelhos, plaquetas e outros compostos do plasma. O sonho de muitos cientistas é o autêntico sangue artificial. Mas para poder recriar esse processo no laboratório e conseguir fluido sanguíneo completo, com todos os seus componentes, ainda falta muito.
Para começar, o projeto está em fase muito experimental. Seus primeiros resultados só serão publicados no final do ano, embora sejam esperançosos. Além disso, por enquanto, Izpisúa afirma que a produção de células sanguíneas por esse método só poderia ser feito transplantando essas células para a medula óssea de um ser vivo para que, uma vez em seu meio natural (a medula é a fábrica de sangue do corpo humano), se inicie o processo de diferenciação nos vários tipos de células que formam o sangue.
Mas o grande desafio será conseguir que o processo ocorra in vitro, no laboratório, e que essas células-tronco se diferenciem e acabem dando origem a todos os compostos do sangue em um cultivo que emule à perfeição as condições da medula óssea para que se possa criar o fluido completo necessário para uma transfusão e armazená-lo. Esse é o autêntico sonho do sangue artificial.
O projeto de Izpisúa é ambicioso. Até agora a maioria dos cientistas havia se concentrado em conseguir glóbulos vermelhos artificiais por diferentes vias. Quando se fala na mídia em pesquisas sobre sangue artificial, na realidade fala-se em pesquisas que se concentraram em conseguir hemácias artificiais ou hemoglobina. Para muitos cientistas, por enquanto, concentrar-se neles é uma linha de pesquisa mais realista e com maiores possibilidades em médio prazo.
De fato, as pequenas células vermelhas achatadas são as necessárias quando há uma grande perda de sangue. Uma das principais funções do ouro vermelho consiste em transportar oxigênio pelo corpo, liberá-lo nos tecidos e recolher o dióxido de carbono. Disso se encarrega, concretamente, a hemoglobina que elas transportam em seu interior e que é a molécula que dá aos glóbulos sua cor vermelha. Essa falta de oxigenação é o que pode levar à morte. "Em 1 litro de sangue, 40% são glóbulos vermelhos, cerca de 55% plasma e o restante outros componentes, como as plaquetas ou os glóbulos brancos. Se você perder glóbulos brancos, eles também existem em outros tecidos e portanto continuam fazendo sua função. Mas para o sangue a diminuição de glóbulos vermelhos é crítica de forma imediata", explica Joan García, responsável por terapias avançadas do Banco de Sangue e Tecidos da Catalunha, que também participa de um consórcio europeu recém-criado, Red-on-Tap, para conseguir sangue a partir de células-tronco.
O Exército norte-americano, por exemplo, realizou diferentes projetos para obter glóbulos vermelhos artificiais. As guerras, por necessidade, fizeram avançar o conhecimento sobre as transfusões. Já no século 17, o cientista e arquiteto britânico Christopher Wren teve a idéia de utilizar vinho e, inclusive, ópio como substitutos do sangue humano. Suas experiências não acabaram bem. No final do século 19 foram descobertos os grupos sanguíneos, e assim se pôde entender melhor por que as transfusões de sangue às vezes tinham êxito e outras eram fatais. Durante a Primeira e a Segunda Guerras Mundiais as transfusões de sangue foram incorporadas ao protocolo da cirurgia.
Nos últimos anos, o exército americano trabalhou na criação de compostos sintéticos que simulam a hemoglobina. Até o momento são os que chegaram mais longe. Testaram em pacientes compostos com perfluorcarbono, um líquido sintético que pode transportar oxigênio ou dióxido de carbono, e também hemoglobina livre ou encapsulada em lipossomas em vez de glóbulos vermelhos. Inclusive, foram testados compostos de sangue de porco. No entanto, "os sintéticos não estão dando os resultados que se esperavam", afirma García.
"Os efeitos secundários são muito importantes", explica Luz Barbolla, hematologista e gerente do Centro de Transfusão da Comunidade de Madri. Foram descritos infartos de miocárdio e hipertensão, entre outros. Segundo os dados dos testes publicados na revista "Journal of the American Medical Association", o risco de morte de um paciente que tenha recebido uma transfusão com um substituto é 30% maior.
Muitos desses problemas se devem à complexidade para simular os glóbulos vermelhos. Eles têm uma forma achatada, como um "donut" sem buraco. E embora pareça simples, é mais complexa que a de muitas outras células. "A estrutura do glóbulo vermelho é muito complexa. Sua membrana possui qualidades que ainda não foi possível imitar", diz García.
Um dos grupos mais promissores está na Escócia. O serviço de saúde britânico, o Wellcome Trust - a maior organização médica beneficente do mundo - e o Serviço Nacional Escocês de Transfusões de Sangue deram uma boa injeção de recursos a um grupo de pesquisa da Universidade de Edimburgo, ligado ao Instituto Roslin (o mesmo que criou a ovelha Dolly). Trabalham com células-tronco procedentes de embriões para conseguir hemácias. Segundo anunciaram recentemente em uma entrevista ao jornal britânico "The Independent", em 2012 esperam realizar as primeiras transfusões de teste em voluntários.
Mas além de conseguir hemácias para que o futuro sangue artificial seja realmente útil nos bancos de sangue, será preciso superar outros obstáculos de ordem prática. Um deles é a caducidade. "O sangue, os glóbulos vermelhos, duram cerca de 42 dias, e não podemos armazenar grandes quantidades porque teríamos que descartá-las", afirma Barbolla. Um fluido artificial eficaz deverá estar pronto para dar resposta a qualquer momento. Para isso não pode ser perecível e deve poder ser armazenado. "A hemácia acaba se rompendo e soltando a hemoglobina", explica Barbolla. O ideal seria um composto liofilizado que se pudesse dissolver e aplicar no momento.
Nesse exercício de ficção-científica, Izpisúa, situando-se no terreno das células-tronco, vai além: "Nos centros de saúde poderia chegar um momento em que tivéssemos células progenitoras a ponto de poder se diferenciar no que precisássemos usar em cada situação", diz.
Outro desafio desse novo sangue será encontrar um substituto que sirva para todos os grupos sanguíneos, inclusive os mais raros. Quanto mais homogênea é uma população, mais facilidade tem para se abastecer de sangue, porque seus habitantes são parecidos. No entanto, o aumento da imigração e, portanto, da diversidade complicou ainda mais o trabalho dos bancos de sangue. "Hoje temos uma maior diversidade de antígenos e, portanto, mais problemas", explica Barbolla. No caso da linha de pesquisa com células procedentes do cordão umbilical, Izpisúa prevê que "dadas as características privilegiadas do cordão, reprogramando cerca de 500 iPS, se poderiam cobrir os haplótipos de 60 a 70% da população".
Se o objetivo é satisfazer uma grande demanda mundial, não servirão algumas poucas células diferenciadas no laboratório, mas deverão ser obtidos métodos de cultivo que, como autênticas "fábricas", consigam criar quantidades crescentes de fluido. As cifras são astronômicas. Cada milímetro cúbico de sangue doado contém cerca de 5 milhões de glóbulos vermelhos, 5 mil brancos e 300 mil plaquetas. "O corpo gera um bilhão de glóbulos vermelhos por hora. É uma máquina muito perfeita e eficiente que fabrica o sangue na medula óssea. É o modelo que queremos mimetizar", afirma García.
Outro assunto será o preço. Com os métodos que estão sendo investigados, "fabricar uma unidade de sangue (que contém cerca de 450 ml) poderia custar cerca de 4 mil euros", explica García. "Hoje, uma doação custa entre 150 e 200 euros, dependendo da comunidade autônoma", continua o especialista. Um preço cada vez mais alto, pois os controles para evitar infecções são cada vez mais exaustivos e sofisticados. Um sangue artificial poderia garantir que está absolutamente livre de patógenos.
Enquanto o sangue artificial permanece no território da pesquisa básica, os especialistas concordam que é preciso continuar aumentando as doações e educando as gerações futuras para que sejam doadores, conclui Barbolla.
Tradução: Luiz Roberto Mendes Gonçalves
Fonte: El País - http://www.elpais.com/
Busca por sangue artificial já dura anos no mundo
Hoje a metade das doações é utilizada para cobrir as necessidades de pessoas com mais de 60 anos. Em 2050, a população mundial de idosos terá duplicado. Não só poderá exigir quase a totalidade das doações, como, ao haver menos população jovem, também haverá menos doadores. Isso sem contar com situações imprevisíveis que possam aumentar a demanda, como guerras, desastres naturais ou outros acidentes. Os especialistas dizem que no ano 2050 haverá nos EUA um déficit de 3 milhões de doações por ano. O que significa que faltarão 1,5 milhão de litros de sangue. A situação será semelhante na Europa.
O fluido sanguíneo será mais que nunca um bem procurado se não forem encontrados substitutos. É nisso que trabalham há mais de duas décadas vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Mas as tentativas de encontrar um substituto para o fluido da vida já vêm de muito tempo antes.
Os resultados mais promissores vêm pelo lado das células-tronco. São a grande promessa para muitas outras doenças, mas "se há um campo em que os resultados chegaram logo é neste", afirma Juan Carlos Izpisúa, diretor do Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona e pesquisador do Salk Institute, na Califórnia. "Será onde poderemos encontrar a aplicação mais imediata, porque o sangue, diferentemente de outros tecidos, não exige uma estrutura tridimensional para ser funcional", diz.
O grupo de Izpisúa trabalha na criação de sangue artificial com células iPS (células-tronco) obtidas a partir de células do cordão umbilical. Trata-se de uma complexa cadeia de transformações celulares. Primeiro, essas células do cordão umbilical devem se transformar em células-tronco. Depois essas células-tronco induzidas dariam lugar a células progenitoras, que seriam capazes de acabar se diferenciando em todas as células do sangue: glóbulos brancos, glóbulos vermelhos, plaquetas e outros compostos do plasma. O sonho de muitos cientistas é o autêntico sangue artificial. Mas para poder recriar esse processo no laboratório e conseguir fluido sanguíneo completo, com todos os seus componentes, ainda falta muito.
Para começar, o projeto está em fase muito experimental. Seus primeiros resultados só serão publicados no final do ano, embora sejam esperançosos. Além disso, por enquanto, Izpisúa afirma que a produção de células sanguíneas por esse método só poderia ser feito transplantando essas células para a medula óssea de um ser vivo para que, uma vez em seu meio natural (a medula é a fábrica de sangue do corpo humano), se inicie o processo de diferenciação nos vários tipos de células que formam o sangue.
Mas o grande desafio será conseguir que o processo ocorra in vitro, no laboratório, e que essas células-tronco se diferenciem e acabem dando origem a todos os compostos do sangue em um cultivo que emule à perfeição as condições da medula óssea para que se possa criar o fluido completo necessário para uma transfusão e armazená-lo. Esse é o autêntico sonho do sangue artificial.
O projeto de Izpisúa é ambicioso. Até agora a maioria dos cientistas havia se concentrado em conseguir glóbulos vermelhos artificiais por diferentes vias. Quando se fala na mídia em pesquisas sobre sangue artificial, na realidade fala-se em pesquisas que se concentraram em conseguir hemácias artificiais ou hemoglobina. Para muitos cientistas, por enquanto, concentrar-se neles é uma linha de pesquisa mais realista e com maiores possibilidades em médio prazo.
De fato, as pequenas células vermelhas achatadas são as necessárias quando há uma grande perda de sangue. Uma das principais funções do ouro vermelho consiste em transportar oxigênio pelo corpo, liberá-lo nos tecidos e recolher o dióxido de carbono. Disso se encarrega, concretamente, a hemoglobina que elas transportam em seu interior e que é a molécula que dá aos glóbulos sua cor vermelha. Essa falta de oxigenação é o que pode levar à morte. "Em 1 litro de sangue, 40% são glóbulos vermelhos, cerca de 55% plasma e o restante outros componentes, como as plaquetas ou os glóbulos brancos. Se você perder glóbulos brancos, eles também existem em outros tecidos e portanto continuam fazendo sua função. Mas para o sangue a diminuição de glóbulos vermelhos é crítica de forma imediata", explica Joan García, responsável por terapias avançadas do Banco de Sangue e Tecidos da Catalunha, que também participa de um consórcio europeu recém-criado, Red-on-Tap, para conseguir sangue a partir de células-tronco.
O Exército norte-americano, por exemplo, realizou diferentes projetos para obter glóbulos vermelhos artificiais. As guerras, por necessidade, fizeram avançar o conhecimento sobre as transfusões. Já no século 17, o cientista e arquiteto britânico Christopher Wren teve a idéia de utilizar vinho e, inclusive, ópio como substitutos do sangue humano. Suas experiências não acabaram bem. No final do século 19 foram descobertos os grupos sanguíneos, e assim se pôde entender melhor por que as transfusões de sangue às vezes tinham êxito e outras eram fatais. Durante a Primeira e a Segunda Guerras Mundiais as transfusões de sangue foram incorporadas ao protocolo da cirurgia.
Nos últimos anos, o exército americano trabalhou na criação de compostos sintéticos que simulam a hemoglobina. Até o momento são os que chegaram mais longe. Testaram em pacientes compostos com perfluorcarbono, um líquido sintético que pode transportar oxigênio ou dióxido de carbono, e também hemoglobina livre ou encapsulada em lipossomas em vez de glóbulos vermelhos. Inclusive, foram testados compostos de sangue de porco. No entanto, "os sintéticos não estão dando os resultados que se esperavam", afirma García.
"Os efeitos secundários são muito importantes", explica Luz Barbolla, hematologista e gerente do Centro de Transfusão da Comunidade de Madri. Foram descritos infartos de miocárdio e hipertensão, entre outros. Segundo os dados dos testes publicados na revista "Journal of the American Medical Association", o risco de morte de um paciente que tenha recebido uma transfusão com um substituto é 30% maior.
Muitos desses problemas se devem à complexidade para simular os glóbulos vermelhos. Eles têm uma forma achatada, como um "donut" sem buraco. E embora pareça simples, é mais complexa que a de muitas outras células. "A estrutura do glóbulo vermelho é muito complexa. Sua membrana possui qualidades que ainda não foi possível imitar", diz García.
Um dos grupos mais promissores está na Escócia. O serviço de saúde britânico, o Wellcome Trust - a maior organização médica beneficente do mundo - e o Serviço Nacional Escocês de Transfusões de Sangue deram uma boa injeção de recursos a um grupo de pesquisa da Universidade de Edimburgo, ligado ao Instituto Roslin (o mesmo que criou a ovelha Dolly). Trabalham com células-tronco procedentes de embriões para conseguir hemácias. Segundo anunciaram recentemente em uma entrevista ao jornal britânico "The Independent", em 2012 esperam realizar as primeiras transfusões de teste em voluntários.
Mas além de conseguir hemácias para que o futuro sangue artificial seja realmente útil nos bancos de sangue, será preciso superar outros obstáculos de ordem prática. Um deles é a caducidade. "O sangue, os glóbulos vermelhos, duram cerca de 42 dias, e não podemos armazenar grandes quantidades porque teríamos que descartá-las", afirma Barbolla. Um fluido artificial eficaz deverá estar pronto para dar resposta a qualquer momento. Para isso não pode ser perecível e deve poder ser armazenado. "A hemácia acaba se rompendo e soltando a hemoglobina", explica Barbolla. O ideal seria um composto liofilizado que se pudesse dissolver e aplicar no momento.
Nesse exercício de ficção-científica, Izpisúa, situando-se no terreno das células-tronco, vai além: "Nos centros de saúde poderia chegar um momento em que tivéssemos células progenitoras a ponto de poder se diferenciar no que precisássemos usar em cada situação", diz.
Outro desafio desse novo sangue será encontrar um substituto que sirva para todos os grupos sanguíneos, inclusive os mais raros. Quanto mais homogênea é uma população, mais facilidade tem para se abastecer de sangue, porque seus habitantes são parecidos. No entanto, o aumento da imigração e, portanto, da diversidade complicou ainda mais o trabalho dos bancos de sangue. "Hoje temos uma maior diversidade de antígenos e, portanto, mais problemas", explica Barbolla. No caso da linha de pesquisa com células procedentes do cordão umbilical, Izpisúa prevê que "dadas as características privilegiadas do cordão, reprogramando cerca de 500 iPS, se poderiam cobrir os haplótipos de 60 a 70% da população".
Se o objetivo é satisfazer uma grande demanda mundial, não servirão algumas poucas células diferenciadas no laboratório, mas deverão ser obtidos métodos de cultivo que, como autênticas "fábricas", consigam criar quantidades crescentes de fluido. As cifras são astronômicas. Cada milímetro cúbico de sangue doado contém cerca de 5 milhões de glóbulos vermelhos, 5 mil brancos e 300 mil plaquetas. "O corpo gera um bilhão de glóbulos vermelhos por hora. É uma máquina muito perfeita e eficiente que fabrica o sangue na medula óssea. É o modelo que queremos mimetizar", afirma García.
Outro assunto será o preço. Com os métodos que estão sendo investigados, "fabricar uma unidade de sangue (que contém cerca de 450 ml) poderia custar cerca de 4 mil euros", explica García. "Hoje, uma doação custa entre 150 e 200 euros, dependendo da comunidade autônoma", continua o especialista. Um preço cada vez mais alto, pois os controles para evitar infecções são cada vez mais exaustivos e sofisticados. Um sangue artificial poderia garantir que está absolutamente livre de patógenos.
Enquanto o sangue artificial permanece no território da pesquisa básica, os especialistas concordam que é preciso continuar aumentando as doações e educando as gerações futuras para que sejam doadores, conclui Barbolla.
Tradução: Luiz Roberto Mendes Gonçalves
Fonte: El País - http://www.elpais.com/
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