Los científicos están explorando la producción de sangre artificial en medio de escasez de sangre y la necesidad de transfusiones seguras.
Millones de personas mueren a nivel mundial cada año debido a la falta de acceso a la sangre, los estudios de la Organización Mundial de la Salud (OMS) han demostrado.
La sangre transporta oxígeno por todo el cuerpo y elimina los productos de desecho, entre muchas otras funciones críticas.
La sangre cultivada en laboratorio se usó en humanos en el primer ensayo clínico en 2022, particularmente en pacientes con grupos sanguíneos raros.
Los científicos también están trabajando para desarrollar sangre sintética como parte de los esfuerzos para apoyar la medicina de emergencia, la cirugía y las transfusiones.
Entonces, ¿qué tan cerca están los científicos para desarrollar sangre artificial?
¿Qué es la sangre artificial?
La sangre artificial es un término amplio que incluye sangre sintética y cultivada en laboratorio.
La sangre sintética, que todavía se está estudiando, es un sustituto completamente hecho por el hombre y no contiene células humanas. Estas moléculas de ingeniería imitan la función de los células sanguíneas transportando oxígeno. Está diseñado principalmente para uso de emergencia o medicina militar, donde se necesita un suministro inmediato de oxígeno, pero es difícil coincidir los tipos de sangre.
Por ejemplo, el ejército de los Estados Unidos ha invertido $ 46 millones en el desarrollo de eritroméricos, un sustituto de sangre sintética diseñada para ser universalmente compatible y estable sin refrigeración. Este producto todavía está experimentando investigaciones y pruebas para establecer su seguridad y efectividad.
Por otro lado, la sangre cultivada en laboratorio se crea por el crecimiento de los glóbulos rojos humanos en un ambiente controlado fuera del cuerpo.
Una vez disponibles, las células sanguíneas cultivadas en laboratorio podrían hacer que el tratamiento de ciertos casos médicos sea más efectivo, dijo Cedric Ghevaert, profesor de medicina de transfusión en la Universidad de Cambridge en el Reino Unido. Por ejemplo, las plaquetas cultivadas en laboratorio pueden ser mejores para detener el sangrado en pacientes con trauma en comparación con las administradas a pacientes con leucemia, que reciben plaquetas para prevenir el sangrado en lugar de detener el sangrado activo.
¿Cómo se hace la sangre cultivada en laboratorio?
Este proceso comienza con células madre, que son células especiales que pueden desarrollarse en diferentes tipos de células en el cuerpo. Incluyen glóbulos rojos, plaquetas (que ayudan a la sangre a coagular), o incluso las células de la piel, dependiendo de dónde se encuentren las células madre y cómo se estimulan.
Los científicos usan un tipo específico de células llamadas células madre hematopoyéticas, que producen todo tipo de células sanguíneas, incluidos los glóbulos blancos, los glóbulos rojos y las plaquetas. Se encuentran en la médula ósea, el tejido blando dentro de los huesos, o en la sangre de un donante.
Para convertir estas células madre en glóbulos rojos, se colocan en un entorno de laboratorio y se expusen a factores de crecimiento, sustancias naturales que ayudan a las células a desarrollar.
Durante varias semanas, las células madre cambian gradualmente en glóbulos rojos maduros y funcionan como los naturales.
Ghevaert explicó que los científicos pueden "editar genes" las células madre para impulsar la producción de sangre y eliminar los marcadores de grupos sanguíneos. Esto podría permitirles crear sangre que se pueda administrar a cualquier persona, sin la necesidad de coincidir con tipos de sangre específicos.
¿Qué tan cerca están los científicos para producir sangre artificial?
Los productos sanguíneos cultivados en laboratorio o sintéticos se encuentran actualmente en la etapa de investigación y desarrollo.
En 2022, un ensayo clínico en el Reino Unido marcó un hito al transfirir glóbulos rojos cultivados en laboratorio a voluntarios humanos para evaluar sus estándares de seguridad y longevidad.
Se necesitarían más pruebas antes de que este producto pudiera aprobarse médicamente para uso comercial.
Además, la producción de sangre cultivada en laboratorio es actualmente mucho más cara que usar sangre donada.
En 2013, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), una agencia gubernamental de los Estados Unidos, informó que los materiales químicos necesarios para producir una unidad de sangre cultivada en laboratorio cuestan más de $ 90,000. A través de los avances en los métodos de producción, este costo ahora se ha reducido a menos de $ 5,000 por unidad. En comparación, los hospitales en los Estados Unidos pagaron un promedio de $ 215 por unidad de glóbulos rojos donados en 2019.
¿Se ha utilizado sangre artificial en ensayos clínicos?
Sí. Un ensayo clínico de 2022 en el Reino Unido marcó la primera instancia de dicho procedimiento.
Un pequeño estudio inicial en Japón en 2022 probó vesículas de hemoglobina, pequeños componentes de sangre artificial diseñadas para transportar oxígeno de la manera que hacen los glóbulos rojos reales. El estudio examinó si podrían ser una alternativa segura y efectiva a las transfusiones de sangre regulares.
El estudio involucró a 12 voluntarios masculinos sanos de 20 a 50 años, divididos en tres grupos. Cada grupo recibió una sola inyección intravenosa de vesículas de hemoglobina en cantidades crecientes: 10 ml, 50 ml y 100 ml.
Algunos participantes experimentaron efectos secundarios leves, como fiebre y erupción, pero estos problemas se resolvieron rápidamente. No hubo cambios significativos en los signos vitales, incluida la presión arterial.
¿Qué tan lejos estamos de fabricar sangre comercialmente?
Todavía hay varios obstáculos en el camino hacia la sangre de fabricación comercial.
Estos incluyen el problema de cómo aumentar la producción para satisfacer la demanda clínica al tiempo que garantiza la seguridad y la funcionalidad de los productos sanguíneos cultivados en laboratorio o sintéticos.
Además, los reguladores como la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) y la Agencia Europea de Medicamentos aún están determinando si la sangre cultivada en laboratorio debe clasificarse como terapia o medicina celular, lo que determinaría cómo se regularía, explicó Ghevaert.
"Este es un tipo de producto novedoso para cualquier regulador, lo que significa que estamos en un territorio desconocido", dijo.
¿Se puede hacer sangre artificial para grupos sanguíneos raros?
Sí, la sangre cultivada en laboratorio se puede adaptar para tipos de sangre rara.
La sangre sintética, que no tiene células, transporta oxígeno sin la necesidad de marcadores específicos de grupos sanguíneos. Esto podría convertirlo en una alternativa universal para las transfusiones, reduciendo la necesidad de coincidencias exactas.
Además de los grupos sanguíneos típicos de ABO y Rhesus, los científicos han identificado otros 36 sistemas de grupos sanguíneos, cada uno con características únicas.
En total, hay más de 600 antígenos diferentes: pequeños marcadores en la superficie de los glóbulos rojos que ayudan al sistema inmune a reconocer la sangre como "segura" o "extraña".
Un tipo de sangre se considera raro si carece de antígenos comunes que la mayoría de las personas tienen o posee antígenos inusuales que la mayoría de las personas no. Esto hace que sea más difícil encontrar donantes compatibles para las transfusiones.
La frecuencia de los tipos de sangre raros varía entre diferentes poblaciones y grupos étnicos, lo que significa que algunas personas pueden tener más dificultades para encontrar una coincidencia de sangre segura que otras.
Por ejemplo, "Bombay Blood", que se originó en la India, es un subconjunto raro del grupo sanguíneo O. Con una frecuencia de menos de una de cada 10,000 personas en todo el mundo, es más común en India, Irán y partes del sudeste asiático.
¿Podría la creación de sangre artificial resolver la escasez de sangre global?
La sangre artificial tiene el potencial de aliviar la escasez de sangre global, particularmente en los países de bajos y medianos ingresos, dicen los expertos.
Según la OMS, aproximadamente 118.5 millones de donaciones de sangre se recolectan en todo el mundo, con un 40 por ciento reunido en países de altos ingresos, que comprenden solo el 16 por ciento de la población mundial.
Estudios recientes también muestran que casi 2,000 unidades de sangre por cada 100,000 personas son necesarias para satisfacer las demandas médicas globales, pero persisten la grave escasez, especialmente en el África subsahariana, el sur de Asia y la Oceanía.
En estas regiones, donde el suministro de sangre es críticamente bajo, las tasas de mortalidad por hemorragia son significativamente más altas que en las naciones más ricas.
Las comunidades rurales en los países de bajos y medianos ingresos son los más afectados, formando "desiertos de la sangre", áreas donde más del 75 por ciento de los pacientes que necesitan transfusiones no pueden acceder a la sangre.
Sin embargo, esa escasez se debe principalmente al almacenamiento de sangre y problemas de acceso. Por ejemplo, con los bancos de sangre a menudo a horas de distancia, los médicos en estas regiones se ven obligados a retrasar o cancelar las cirugías que salen vidas.
Ghevaert dijo que una de las ventajas clave de la sangre cultivada en laboratorio también sería su valor en situaciones de crisis, como pandemias, guerras o desastres naturales cuando hay un aumento repentino en la demanda.
