Биоинженеры создали «искусственную селезенку» для лечения сепсиса

Сепсис (заражение крови) – серьезная проблема для медицины. Ежегодно из-за сепсиса умирает около восьми миллионов людей во всем мире. Поразительный факт: сепсис вызывает больше смертей, чем такие серьезные заболевания, как рак предстательной железы, рак молочной железы и ВИЧ-инфекция вместе взятые.

Примерно 30% пациентов отделений интенсивной терапии с сепсисом умирают. Для таких критических больных, счет идет не на дни, а на часы. Обычно таким пациентам назначаются сильные антибиотики широкого спектра действия, поскольку времени на диагностику инфекций просто не хватает. Обычный бактериальный посев занимает несколько дней, а на диагностику грибковой инфекции может уйти несколько недель. Проблема осложняется еще и тем, что многие бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам. И для того, чтобы лечить таких пациентов, необходимо определить чувствительность бактерий к определенным препаратам, а это также занимает много времени.

Одно из решений проблемы – применение методов, с помощью которых инфекцию можно определить быстро. Например, весной этого года была представлена диагностическая система, которая определяет вирусы, бактерии и грибы в организме пациента в течение нескольких часов. В этом случае ставка делается на время диагностики инфекции: набор патогенов быстро определяется в организме пациента и назначается адекватное лечение.

Американские же ученые предлагают другой подход к лечению сепсиса.

«Искусственная биоселезенка» работает как система для диализа. Прибор имеет небольшие размеры, а важнейшим его рабочим элементом являются крошечные магнитные нано-шарики (их диаметр составляет всего 128 нанометров). Эти шарики покрыты белком - генетически-модифицированной версией манноза-связывающего лектина (MBL). Именно этот белок умеет распознавать патогены и связывать их. Инфицированная кровь проходит сквозь слой магнитных нано-шариков с белком, которые и собирают в ней вирусы, бактерии и грибы. Затем нано-шарики с патогенами прилипают к магниту, встроенному в прибор. Получается, что патогены остаются внутри «искусственной селезенки», а очищенная кровь поступает в организм пациента.

«Наша биоселезенка не уничтожает патогены. Она лишь распознает их и захватывает», – объясняет один из авторов работы Майк Супер (Mike Super).

Исследования показали, что прибор может определять 90% всех патогенов в образце крови человека. Скорость, с которой работает «искусственная селезенка», также внушительна – она пропускает через себя от половины до одного литра крови в час.

По словам ученых, этого вполне достаточно, поскольку после такой очистки иммунная система человека способна справиться с оставшимся грузом.

«Нас поразил потенциал этого прибора, который позволяет помогать пациентам без предварительного определения инфекции, что занимает много времени. Также для такого подхода к терапии сепсиса не существует такой проблемы, как устойчивость бактерий к антибиотикам», - говорит ведущий автор исследования профессор Дон Ингбер (Don Ingber).

Действие прибора ученые протестировали на крысах, которые были заражены кишечной палочкой, золотистым стафилококком и другими бактериями и вирусами, которые характерны для сепсиса. Примерно за пять часов работы искусственной селезенки кровь была очищена от 90% всех патогенов. При этом, 90% животных, у которых кровь была очищена таким способом, выжили, а вот в контрольной группе, где лечение не проводилось, выжили лишь 14%.

«Мы очень надеемся в ближайшее время приступить к испытаниям этого прибора на большем количестве животных, а потом и перейти к первой фазе клинических испытаний», - говорят ученые.

Статья с описанием «искусственной биоселезенки» опубликована последнем номере журнала Nature Medicine.