Компания Baxter, лидер в производстве препаратов на основе гемоглобина, приобрела компанию Somatogem Inc., которая работала над молекулой рекомбинантного гемоглобина. Baxter активно включилась в работу по созданию препарата рекомбинантного гемоглобина бактериального происхождения, применив новую технологию с использованием рекомбинантной ДНК. Применение рекомбинантной ДНК весьма перспективно, так как позволяет отказаться от использования донорской крови. Однако 17 июля 2003 г. компания объявила о своем решении не продолжать испытаний, так как первые результаты оказались неудовлетворительными.
Современный лидер в торговле кислородными препаратами, корпорация Biopure, разработала препарат на основе бычьей крови под названием Оксиглобин. Препарат для ветеринарного применения (лечение анемии у собак), на основе полимезированного бычьего гемоглобина. Ветеринарный продукт Biopure's Oxyglobin(R) (hemoglobin glutamer – 200 (бычий)), или HB0C-301, единственный кислородный терапевтический препарат, одобренный США.
Корпорация Biopure выпустила еще один препарат на основе гемоглобина животного происхождения, под названием Гемопьюр. Молекулы гемопьюра подверглись поперечной сшивке после предварительной очистки при помощи многократной фильтрации и хроматографии под высоким давлением. В технологии производства препарата использованы все новейшие достижения микробиологии, позволяющие полностью исключить риск заражения человека заболеваниями крупного рогатого скота (коровьим бешенством), ВИЧ-инфекцией. Гемопьюр прошел 20 циклов успешных клинических испытаний в Америке и Европе. Южноафриканский Совет по медицинскому контролю первым в мире одобрил решение об использовании Hemopure(R) (hemoglobin glutamer – 250 (бычий)), или HB0C-201 при лечении острой анемии, возникающей у пациентов хирургического профиля. Корпорация Biopure обратилась в FDA за разрешением продавать гемопьюр в США пациентам с острой анемией, перенесшим ортопедические операции. Гемопьюр обладает рядом преимуществ: совместим с любой группой крови, срок хранения – 2 года при комнатной температуре.
В течение трех лет исследователи из нескольких европейских государств планируют создать универсальный заменитель крови с помощью гриба Aspergillus niger и бактерии Escherichia coli. В проекте Euro Blood Substitutes участвуют 12 институтов. Координационный центр находится в Ноттингэмском университете. Цель нового проекта – сделать переливание безопасным. Применение донорской крови связано с высокими рисками, в частности, из-за повсеместного распространения СПИДа. Гриб Aspergillus niger и бактерии Escherichia coli биоинженеры уже применяют для производства лекарств. С их помощью планируется синтезировать белки, аналогичные гемоглобину, которые будут способны осуществлять транспорт кислорода от легких к тканям организма. Основная сложность эксперимента заключается в том, что человеческий организм обычно «отторгает» чужие биомолекулы. Euro Blood Substitutes собирается привлечь новые инвестиции и общественное внимание к европейским биотехнологиям. Ведь искусственную кровь, в отличие от естественной, можно будет стерилизовать. Именно это позволяет рассчитывать на популярность будущего препарата в Восточной Европе и в Африке, где отмечены частые случаи заражения СПИДом при переливании донорской крови.
Компания «СангуБиоТех» (Виттен, Германия) в эксперименте получила свиной гемоглобин путем применения поперечной сшивки 10 молекул гемоглобина глутаральдегидом. В итоге были синтезированы гигантские полимерные структуры кровяного белка. Доклинические испытания препарата продолжаются. Во всем мире идет поиск универсального искусственного гемоглобина.
Эмульсии перфторуглеродов
На протяжении нескольких десятилетий ученые всего мира работают над проблемой создания эмульсий на основе перфторорганических соединений. Идеальным вариантом является синтез перфторуглеродных соединений, обладающих высокой газотранспортной способностью, стабильностью, низкой реактогенностью, безопасностью.
Уникальные свойства перфторуглеродов (PFC) транспортировать кислород известны ученым уже более 55 лет. В начале 60-х годов американский ученый Генри Словитер предложил использовать PFC для создания искусственной крови. По своей структуре молекулы перфторуглерода аналогичны углеводородам, только вместо атомов водорода в них имеются атомы фтора. Механизм транспорта кислорода у перфторуглеродов резко отличается от гемоглобина. PFC не может связывать молекулы кислорода. Однако кислород способен растворяться в перфторуглеродах, транспортироваться с их током и переходить в ткани с низкой концентрацией кислорода. В отличие от гемоглобина, перфторуглерод не растворяется в воде. Следовательно, в кровеносное русло PFC вводят в виде эмульсии. Перфторуглерод химически инертен и физиологически нейтрален. Работы с эмульсиями PFC начались в США и Японии еще в 1969 г., однако после первых неудач исследования были прекращены.
Корпорация «Зеленый крест» из японского города Осака, в 1989 г. выпустила на американский рынок препарат жидкого PFC под названием Флюорозоль. Препарат предназначался только для коронарного шунтирования. Флюорозоль термолабилен, имеет малый срок годности и ограниченную область применения. Поэтому Флюорозоль не нашел широкого применения в медицинской практике. В 1994 г. корпорация «Зеленый крест» прекратила его производство.
Корпорация Alliance Pharmaceutical Corporation из калифорнийского города Сан-Диего выпустила препарат под названием Оксигент. Он является представителем нового поколения перфторуглеродных переносчиков кислорода. Над его производством трудились несколько американских компаний. Оксигент представляет собой концентрированную эмульсию мельчайших частиц в водном растворе. Частицы оксигента в 30 раз меньше эритроцитов. В центре частицы находится перфторантное ядро, снаружи оно окружено поверхностно- активным веществом. Оксигент вводится непосредственно в кровеносное русло внутривенно капельно. В легких он обогащается кислородом и транспортирует его в ткани с низкой концентрацией кислорода, где происходит обмен путем обычной диффузии.
Американские компании Alliance и Baxter в 2000 г. объединились в единую компанию PFC Therapeutics LLC. Цель данного объединения – завершение третьего этапа клинических испытаний оксигента в Европе на послеоперационных пациентах и организация постоянного контроля за разработкой, производством, продажей и распространением препарата в США, Канаде и Европе.
Компания Synthetic Blood International Inc. из города Коста Меса, Калифорния, выпустила перфторуглеродный переносчик кислорода под названием Оксицит. Оксицит обладает способностью транспорта кислорода в ткани органов и углекислого газа в легкие. Препарат переносит в пять раз больше кислорода, чем гемоглобин. В связи с хорошими кислородтранспортными свойствами и широким спектром использования препарат рекомендуют к применению при лечении паралича, инфаркта миокарда и определенных злокачественных болезней. Форма выпуска: эмульсия для внутривенного капельного введения. Во время клинических испытаний оксицита, прошедших в центре VCURES, выжило 7 пациентов из 8. Применение препарата было очень эффективно, динамика лечения – явно положительная.
В зарубежной литературе широко встречается описание лечения велосипедистки Бесс-Лин. После аварии она долгое время находилась в коматозном состоянии без положительной динамики. После подключения к лечению оксицита она пошла на поправку, причем парализованная сторона тела вновь обрела полную подвижность. Осенью 2006 г. пациентка была выписана домой. Ее чудесное выздоровление, считают медики, произошло благодаря применению оксицита.
Перфторуглероды в сравнении с гемоглобином значительно хуже переносят кислород. Следовательно, чтобы насытить FPC ткани, необходима большая концентрация кислорода в воздухе, а гипервентиляция может привести к повреждению легочной ткани. Глава департамента хирургии в Университете здоровья в Бете еде доктор Дэвид Г. Баррис в своих работах дает пояснение: «В перфторуглеродном растворе количество растворенного кислорода находится в линейной зависимости от того, сколько его вдохнули, в отличие от криволинейной зависимости в случае с гемоглобином».