Nel 1873 il dottor Joseph Howe iniettò del latte di capra nelle vene di un paziente tubercolotico registrando immediatamente vertigini, mal di schiena e incontrollabili movimenti oculari. Raddoppiò la dose: il paziente morì.
Nonostante l’infausto risultato il medico non si arrese, continuando i suoi esperimenti sui cani (uccidendone 7) e poi tre anni dopo si convinse: per sostituire il sangue umano sarebbe stato necessario del latte umano, non di capra! No. Neanche. All’ennesimo paziente morto, la terribile conclusione: il latte non era il sostituto ideale del sangue, non era un sangue sintetico ideale.
Già. Perchè il sangue umano è un mix speciale di sali, proteine, cellule e piastrine perfettamente organizzate per trasportare ossigeno e nutrimenti attraverso il corpo: la nostra rete di vene è una vera e propria infrastruttura di trasporto (lunga mediamente 160km per soggetto) attraverso la quale il sangue tira via immondizia dai reni, trasporta anticorpi ed ormoni; quando c’è una ferita, il sangue forma una pellicola su di lei e permette la guarigione. Uno dei suoi componenti fondamentali, l’emoglobina, è così importante per la vita che puoi trovarlo in praticamente qualunque genere di essere vivente.
Dal 1600 i tentativi di sostituirlo hanno compreso ogni sorta di sostanza: latte, birra, urina, soluzioni saline ed altro che è perfino meglio non dire. Il problema è rimasto: la grandissima domanda di trasfusioni è aumentata, e il sangue serve davvero a tutto, dalla chirurgia al trattamento del cancro, dai trapianti agli incidenti.
Questo naturalmente porta ad una conclusione: un surrogato sintetico del sangue sarebbe una vera e propria manna dal cielo, anche sul piano economico. Una stima dice che il mercato del sangue sintetico potrebbe crescere fino al 16 miliardi di euro entro i primi 5 anni dalla commercializzazione di questo prodotto. A quasi 140 anni dagli esperimenti del dottor Howe non esiste ancora una soluzione definitiva a questo puzzle biologico.
Non c’è soluzione?
In rapida successione quelle che vengono ritenute le pietre miliari in questo percorso: 1660: primi esperimenti di trasfusione con sostanze di ogni sorta. 1795: prima trasfusione di sangue umano su un essere umano. 1880: presa di coscienza dell’inesistenza di surrogati diversi dal sangue per una trasfusione. 1966: il biochimico Leland Clark dimostra le capacità di trasportare ossigeno dei perfluorocarburi (PFC), seppure con un’efficienza enormemente inferiore a quella dell’emoglobina. Anni ’70-’80: test con l’uso di perfluorocarburi, con verifica di pesanti effetti collaterali. Nessun composto del genere ha mai ottenuto l’approvazione della Food and Drug Administration. 2001: Hemopure, sviluppato dall’azienda biofarmaceutica Biopure Corporation è l’unico sangue sintetico approvato per la vendita nel mondo (in Sudafrica). Il farmaco presenta alti rischi di infarto, e in paesi diversi dal Sudafrica viene impiegato solo in situazioni disperate (ad esempio in caso di rifiuto di trasfusioni per motivi religiosi).
La situazione oggi
“Questo campo era praticamente oscuro fino a poco tempo fa. Ora c’è uno spiraglio”.
Dr.Dipanjan Pan, professore di bioingegneria all’University of Illinois.
Oggi i ricercatori sono “armati” di molte più conoscenze nell’ingegneria dei materiali, nella nanotecnologia e nella biologia delle cellule ematiche, e hanno una nuova strategia (giusta o sbagliata si vedrà): il sangue non deve essere perfetto come quello vero per avere un valore, e non deve essere complesso come quello vero per fare ciò che serve.
Per questo si sono concentrati sulla realizzazione di prodotti da usare in casi nei quali una tradizionale trasfusione è impossibile: paesi sottosviluppati, navi, stazioni spaziali o (in futuro) superficie marziana.
Erythromer, sangue di emergenza in polvere
Questa filosofia ha portato alla nascita di Erythromer, una cellula ematica artificiale dalla particolare forma “a ciambella” che contiene un contenitore di dimensioni nanometriche con emoglobina purificata. Diversamente dal tradizionale sangue proveniente da donazioni, Erythromer può essere congelato, conservato per lungo tempo a temperatura ambiente e utilizzato su pazienti di qualunque gruppo sanguigno. Nelle intenzioni dei suoi creatori si può conservare un contenitore con polvere di Erythromer e in caso di emergenza aggiungere acqua ottenendo un “sangue d’emergenza” per tenere in vita pazienti nel tragitto in ambulanza verso l’ospedale.
In altre parole non è sangue vero, non ha le capacità del sangue vero, ma fa un lavoro necessario per un tempo limitato, e in questo è utilissimo.
I test sul topo hanno avuto pieno successo ed ora sono in corso quelli su conigli: prima dei test sull’uomo saranno necessarie verifiche su animali più grandi e successivamente sui primati.
Synthoplate
Altri laboratori si sono focalizzati sull’imitazione delle funzioni delle piastrine, necessarie per evitare dissanguamento in caso di incidente. L’ingegnere dei materiali Erin Lavik sta sviluppando una nanostruttura di polimeri sintetici che “collabora” con le piastrine per accelerarne e migliorarne le prestazioni.
Nel 2016, Sen Gupta della State University ha co-fondato la startup biotecnologica Haima Therapeutics, che ha sviluppato un surrogato delle piastrine, il Synthoplate, attualmente in fase di test sugli animali. Sen Gupta si augura che le valutazioni di sicurezza e tossicità permettano alla sua creazione di ottenere il via libera dalla FDA in due o tre anni.
