Το αίμα που δωρίζουμε δεν είναι άφθαρτο, έχει ημερομηνία λήξης αλλά, μέχρι σήμερα, ο τρόπος με τον οποίο ελέγχεται η ποιότητά του όσο περνούν οι εβδομάδες είναι εκπληκτικά περιορισμένος.
Τώρα, μια νέα, γρήγορη και απλή εξέταση έρχεται να αλλάξει τα δεδομένα στις μεταγγίσεις, προσφέροντας σε τράπεζες αίματος και σε νοσοκομεία έναν αξιόπιστο τρόπο να παρακολουθούν την πραγματική κατάσταση των ερυθρών αιμοσφαιρίων κατά την αποθήκευσή τους.
Η καινοτομία αυτή είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μηχανικών και βιοιατρικών ερευνητών από το Πανεπιστήμιο στο Μπόλντερ, Κολοράντο και το Πανεπιστήμιο Κολοράντο Anschutz.
Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Lab on a Chip και ρίχνουν φως σε ένα πρόβλημα που σπάνια απασχολεί τη δημόσια συζήτηση.
Η συσκευή δεν έχει ακόμη εγκριθεί για κλινική χρήση, ωστόσο οι δημιουργοί της πιστεύουν ότι στο μέλλον θα μπορούσε να βοηθήσει τις ΗΠΑ και όχι μόνο, να διαχειρίζονται πιο έξυπνα και αποτελεσματικά τα πολύτιμα αποθέματα αίματος.
Και το πιο εντυπωσιακό; Ολόκληρη η εξέταση χωράει σε ένα και μόνο τσιπ.
Όπως εξηγεί ο Xiaoyun Ding, αναπληρωτής καθηγητής Μηχανολογίας στο CU Boulder, το όραμα της ομάδας είναι ένα τσιπ στο μέγεθος ενός κέρματος, που θα συνδέεται απευθείας στο κινητό τηλέφωνο. Με τη βοήθεια της κάμερας και μιας εφαρμογής, τα αποτελέσματα θα μπορούν να διαβάζονται μέσα σε μόλις δύο λεπτά.
Και τα ερυθρά αιμοσφαίρια «γερνούν» με τον χρόνο
Κάθε χρόνο περίπου 6,8 εκατομμύρια άνθρωποι δωρίζουν αίμα μόνο στις ΗΠΑ, σώζοντας αμέτρητες ζωές. Όμως, τα ερυθρά αιμοσφαίρια «γερνούν» με τον χρόνο. Για να παρακολουθήσουν αυτή τη διαδικασία γήρανσης, ο Ding και ο συν-συγγραφέας της μελέτης Angelo D’Alessandro, ειδικός στα ερυθρά αιμοσφαίρια, στράφηκαν σε μια ασυνήθιστη ιδιότητα, τις δονήσεις.
Η συσκευή τους, γνωστή ως SAW-HA από το surface acoustic wave hemolysis assay (δοκιμασία αιμόλυσης με επιφανειακά ακουστικά κύματα) «ταρακουνά» τα ερυθρά αιμοσφαίρια μέχρι να σπάσουν, αποκαλύπτοντας πολύτιμες πληροφορίες για την υγεία τους. Είναι σαν να κουνά κάποιος ένα βαζάκι με σάλτσα για να διαλυθούν οι σβόλοι.
Σύμφωνα με τον D’Alessandro, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε στο μέλλον να βοηθήσει στην καλύτερη κατανομή των μονάδων αίματος υψηλότερης ποιότητας σε ευάλωτες ομάδες ασθενών, όπως είναι τα παιδιά ή οι ασθενείς με δρεπανοκυτταρική αναιμία που χρειάζονται συχνές μεταγγίσεις.
Όταν κάποιος δωρίζει αίμα, οι τεχνικοί διαχωρίζουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια από το πλάσμα και τα λευκά αιμοσφαίρια και τα αποθηκεύουν σε θερμοκρασίες κοντά στο μηδέν. Με την πάροδο του χρόνου, κάποια ερυθρά αιμοσφαίρια χάνουν το υγιές, στρογγυλό τους σχήμα, γίνονται «ακανθωτά» και τελικά πεθαίνουν και σπάνε μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αιμόλυση.
Στις ΗΠΑ, το αίμα μπορεί να αποθηκευτεί το πολύ για 42 ημέρες. Όμως, όπως επισημαίνει ο D’Alessandro, το αίμα ορισμένων δοτών γερνάει πιο γρήγορα από άλλων, κάτι που μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα μιας μετάγγισης.
Πώς δουλεύει η εξέταση…
Παρά τον κεντρικό ρόλο των μεταγγίσεων στη σύγχρονη ιατρική, ο ποιοτικός έλεγχος των ερυθρών αιμοσφαιρίων μετά την αρχική έγκριση είναι εξαιρετικά περιορισμένος. Και εδώ ακριβώς φιλοδοξεί να παρέμβει η νέα συσκευή.
Η τεχνολογία της βασίζεται σε επιφανειακά ακουστικά κύματα, παρόμοια με τα ηχητικά κύματα, που διαδίδονται μόνο στην επιφάνεια ενός υλικού, όπως τα κύματα που προκαλούν οι σεισμοί στην επιφάνεια της Γης.
Οι ερευνητές εναποθέτουν πρώτα ένα λεπτό στρώμα μεταλλικών ηλεκτροδίων πάνω σε μια πλάκα από Niobate λιθίου (ένα συνθετικό, κρυσταλλικό υλικό με εξαιρετικές ηλεκτροοπτικές, πιεζοηλεκτρικές και μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες) και στη συνέχεια προσθέτουν μια σταγόνα αίματος. Όταν περάσει ηλεκτρικό ρεύμα, το υλικό αρχίζει να δονείται έντονα, ανακινώντας το αίμα. Οι δονήσεις θερμαίνουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία τελικά υφίστανται αιμόλυση και απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους στο διάλυμα. Οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι τα πιο «γερασμένα» κύτταρα σπάνε πιο γρήγορα και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, καθώς οι μεμβράνες τους εξασθενούν με τον χρόνο.
Στη μελέτη, η ομάδα δοκίμασε τη συσκευή σε πραγματικά δείγματα αίματος από αιμοδότες. Ορισμένα δείγματα αιμολύθηκαν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και, παράλληλα, εμφάνιζαν διαφοροποιημένα επίπεδα συγκεκριμένων μορίων, των λεγόμενων μεταβολιτών, που προηγούμενες έρευνες έχουν συνδέσει με τη γήρανση των κυττάρων.
Αν και απαιτείται ακόμη πολλή δουλειά μέχρι η συσκευή να χρησιμοποιηθεί αξιόπιστα στις τράπεζες αίματος, οι προοπτικές είναι μεγάλες. Όπως σημειώνει ο Ding, αυτά τα «Lab-on-a chip» θα μπορούσαν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν και για τον έλεγχο ασθενών για διάφορες παθήσεις του αίματος, συμπεριλαμβανομένης της δρεπανοκυτταρικής νόσου. Στην πραγματικότητα, θα μπορούσαν να μετρήσουν οτιδήποτε επηρεάζει τα ερυθρά αιμοσφαίρια ή τα επίπεδα πρωτεϊνών στο αίμα. Ένα τόσο μικρό τσιπ, με τόσο μεγάλες δυνατότητες, ίσως αποδειχθεί καθοριστικό για το μέλλον των μεταγγίσεων.
