Ученые разработали новый метод остановки кровотечения за секунды с использованием модифицированных эритроцитов и «клик-химии», инновационного подхода, который был удостоен Нобелевской премии.
Свертывание крови, как правило, начинается с тромбоцитов: они прикрепляются к поврежденной стенке сосуда и инициируют каскад реакций, образуя пробку, которая закрывает поврежденный участок и останавливает кровотечение. Поэтому большинство искусственных систем для остановки кровотечения пытаются воспроизвести именно тромбоциты. Однако команда ученых под руководством Цзяньюя Ли из Университета Макгилла (Монреаль, Канада) решила подойти к задаче иначе и использовать для формирования сгустка самые многочисленные клетки крови — эритроциты.
С точки зрения механики у естественного тромба есть серьезные недостатки: он довольно слаб и легко рвется или отделяется от стенки сосуда, что приводит к повторному кровотечению. Кроме того, образование полноценного сгустка занимает несколько минут — в условиях тяжелой травмы или сложной операции это слишком долгий срок. Ученые поставили цель создать сгусток быстрее и сделать его более прочным, «сшивая» между собой эритроциты, которые по своей природе эластичны и могут существовать в организме в течение месяцев.
Для этого использовали клик-химию — класс реакций, в которых две молекулы соединяются быстро, специфично и без побочных продуктов, как защелкивающийся ремень безопасности. В биологии такие реакции называют биоортогональными: они происходят параллельно с обычной работой клеток, не мешая основным процессам.
Исследовательская группа Ли выделила эритроциты крыс и «прокладывала» их мембраны молекулой транс-циклооктена. В отдельности они создавали длинные полимерные цепи с другой «половинкой защелки» — тетразином. При смешивании эритроцитов и полимера клик-реакция запускается мгновенно: клетки соединяются полимерными «перемычками», образуя плотный, эластичный «желеобразный» сгусток.
Эксперименты продемонстрировали, что такие сгустки в 13 раз устойчивее к разрушению, чем естественные тромбы. В экспериментах на крысах с разрезом печени «клик-сгусток» останавливал кровотечение быстрее и снижал объем кровопотери по сравнению с Floseal — коммерческим герметиком на основе желатина, который хирурги уже применяют во время операций.
Еще одним важным результатом стало влияние на заживление. В местах применения искусственных сгустков наблюдали менее выраженные воспалительные реакции, а процесс регенерации тканей проходил быстрее, чем при использовании Floseal. Это имеет значение, поскольку некоторые кровоостанавливающие материалы замедляют заживление, вызывая избыточное воспаление и рубцевание, что затрудняет поступление в рану клеток, отвечающих за восстановление.
