Istraživači koje financira EU u prirodi traže inspiraciju za liječenje sindroma akutnog respiratornog distres sindroma, po život opasnog stanja koje pogađa tisuće ljudi svake godine
LAKŠE DISANJE
Tretmani inspirirani prirodom mogu ljudima ublažiti akutni respiratorni distres sindrom
Godine 2014. profesor Kai Zacharowski, ravnatelj Klinike za anesteziologiju, intenzivnu medicinu i terapiju boli u Sveučilišnoj bolnici Goethe u Frankfurtu u Njemačkoj, liječio je posebno kompliciran slučaj bolesnika s ebolom u akutnom respiratornom distresu.
Kako se čovjekovo stanje pogoršavalo, Zacharowski je posegnuo za novim eksperimentalnim lijekom, molekulom koja se prirodno pojavljuje u ljudskom tijelu (FX06), za koju se nadao da može stabilizirati bolesnika. Intervencija je uspjela. Ishod koji je bio i profesionalno inspirativan i osobno ispunjavajuć.
POGLEDAJTE VIDEO:
Pokretanje videa...
01:07
- Uspjeli smo spasiti život čovjeka, oca i kolege - rekao je Zacharowski.
Veza s pandemijom
Ovo iskustvo Zacharowskom je palo na pamet nekoliko godina kasnije kada je izbila pandemija bolesti COVID-19. Njegov odjel u bolnici bio je odgovoran za liječenje najvećeg broja bolesnika oboljelih od bolesti COVID-19 u njemačkoj regiji Hesse.
Zahvaljujući financiranju iz EU-a, pokrenuto je opsežno istraživanje u više zemalja kako bi se pokušalo shvatiti kako bi se isto liječenje moglo upotrebljavati za sprječavanje napredovanja infekcije bolešću COVID-19 do njenog najtežeg i po život najopasnijeg oblika: akutnog respiratornog distres sindroma (ARDS).
Projekt COVend, kojega vodi Zacharowski, započeo je usred pandemije, u studenom 2021. Istraživači su namjeravali iskoristiti snagu umjetne inteligencije (AI) i sistemske biologije kako bi bolje razumjeli kako FX06 djeluje na pojedinačne bolesnike i odredili njegovu terapeutsku vrijednost kao učinkovitog lijeka, bez poznatih nuspojava, za upotrebu u borbi protiv bolesti COVID-19.
- Optimistični smo da će naše istraživanje dati do sad neviđene uvide u ARDS - rekao je Zacharowski.
Veći doseg
Međutim, misija istraživačkog tima tu nije stala. Premda je bolest COVID-19 skrenula pozornost na ovo vrlo opasno stanje, koje može biti potaknuto nizom čimbenika, uključujući bakterijsku ili virusnu infekciju, sepsu, traumu, operaciju ili transfuziju krvi. Također može biti uzrokovano udisanjem otrovnih para ili tekućine.
Trenutačno ne postoji učinkovita terapija za ARDS i radi se o teškom stanju za odjele intenzivne njege. Istraživači projekta COVend procjenjuju da u EU godišnje ima između 30.000 i 120.000 slučajeva ARDS-a i da to čini oko 10 % svih prijema na odjele intenzivne njege. Također ima vrlo visoku stopu bolničke smrtnosti do 45 %.
Akutni respiratorni distres nastaje kada se u zračnim vrećicama (alveolama) bolesnikovih pluća nakuplja tekućina, sprječavajući ih da se ispravno napune zrakom i time sprječavajući ulazak kisika u tijelo, često sa smrtonosnim posljedicama. Bolesnici koji prežive često imaju trajne ožiljke na plućima.
- ARDS je opasno stanje koje ne samo da ima visoku stopu smrtnosti, već također rezultira dugim oporavkom za mnoge preživjele - rekao je Zacharowski.
Prirodna zaštita
FX06 je fragment proteina prirodno prisutan u ljudskom tijelu koji se veže na stanice koje oblažu krvne žile, pomažući u njihovoj zaštiti. Lijek potencijalno može smanjiti mehanički uzrok ARDS-a, kada tekućina iz vrlo malih krvnih žila curi u okolno tkivo, uključujući alveole. Istraživački tim projekta COVend uspješno je sastavio prvo kliničko ispitivanje za upotrebu FX06 na slučajevima blagog i umjerenog ARDS-a. Trenutačno imaju oko 260 pacijenata u Francuskoj, Njemačkoj, Litvi, Rumunjskoj i Španjolskoj. Rezultati se očekuju početkom ili sredinom 2026.
Cilj je utvrditi koji će bolesnici imati najviše koristi od liječenja FX06. U tu svrhu, tim projekta COVend profilira stotine molekula u krvi bolesnika i upotrebljava AI za proučavanje njihove uloge u napredovanju bolesti.
- Ovo je fascinantna molekula jer se može upotrebljavati na mnogo načina - kaže dr. Petra Wülfroth, voditeljica inovacija projekta COVend i glavna znanstvena direktorica u F4 Pharma, austrijskoj biofarmaceutskoj tvrtki koja je partner na projektu.
Provedeno istraživanje također bi se moglo pokazati korisnim za moguće buduće pandemije budući da je liječenje usmjereno na stanje koje bi moglo izazvati niz različitih patogena.
- Moj san bio bi vidjeti ovu molekulu koja se upotrebljava u intenzivnoj njezi kad god je propusnost malih krvnih žila povećana, što je potencijalno po život opasna situacija - rekla je.
Disati kao ptica ili riba
Trenutačno, u nedostatku učinkovite farmaceutske intervencije, pacijentima s ARDS-om često se daje kisik ili ih se stavlja na respirator kako bi im se pomoglo pri disanju. U teškim slučajevima, njihova se krv može oksigenirati izvan tijela tehnikom poznatom kao izvantjelesna membranska oksigenacija (ECMO).
Međutim, ti postupci mogu imati ozbiljne nuspojave za bolesnika. Uz ECMO postoji rizik od infekcije ili zgrušavanja, dok produljena uporaba respiratora može oštetiti plućno tkivo.
Profesorica Margit Gföhler, koja predaje biomehaniku i rehabilitacijski inženjering na Tehnološkom sveučilištu u Beču (TU Wien) u Austriji, vodi projekt kojega financira EU pod nazivom BioMembrOS, a koji će trajati tri i pol godine, do sredine 2027. godine.
Zajedno sa svojim kolegom s TU Wien, Michaelom Harasekom, stručnjakom za kemijsko inženjerstvo i znanost o membranama, koordiniraju međunarodna istraživačka nastojanja da razviju alternativni uređaj za pomoć pri disanju inspiriran prirodnim i vrlo učinkovitim mehanizmima disanja riba i ptica.
- Potrebni su nam potpuno drugačiji pristupi ako želimo razviti nove uređaje za respiratornu potporu koji nemaju probleme koje vidimo s trenutačnim opcijama - rekla je.
Kada dišemo, kisik se kreće iz pluća u krvotok kroz alveole i mrežu sićušnih krvnih žila zvanih kapilare. Istovremeno, ugljični dioksid prelazi iz krvi u pluća kako bi se mogao izbaciti iz tijela prilikom izdisanja zraka.
Ovaj proces je poznat kao izmjena plinova i ozbiljno je ugrožen u slučaju ARDS-a kad su alveole preplavljene tekućinom. Izmjena plinova omogućuje tijelu da obnovi kisik i eliminira ugljični dioksid, a oboje je neophodno za preživljavanje.
Nova membrana
Tim projekta BioMebrOS, koji okuplja istraživače iz Austrije, Njemačke, Italije, Portugala i Južne Afrike, radi na razvoju nove membranske strukture temeljene na strukturnom dizajnu ptičjih pluća, koja izmjenjuju plin učinkovitije od onih u sisavaca. Također će uključiti određene aspekte ribljeg disanja škrgama, naime njihov površinski kontakt s tekućinama.
Ideja je stvoriti uređaj s membranom koja uklanja ugljični dioksid iz pacijentove krvi dok prolazi kroz nju i unosi kisik.
- Priroda je bioinženjeringom stvorila najučinkovitija rješenja za životne izazove. Usvajanjem strukturnih i funkcionalnih karakteristika najrazvijenijih izmjenjivača plina, stvorit ćemo radikalno poboljšanu tehnologiju - kaže Gföhler.
Prvi cilj istraživača projekta BioMembrOS je razviti mali prototip ove membranske strukture koji se može testirati i zatim testirati njegovu učinkovitost u in vitro testovima krvi.
- Opći cilj za budućnost bio bi učiniti ga toliko učinkovitim i malim da ga možemo ugraditi u bolesnika - kaže Gföhler, koja se nada da će uređaji koji sadrže njihove membrane biti dostupni bolesnicima tijekom sljedećeg desetljeća.
Bolest COVID-19 možda je pomogla privući pozornost javnosti na značajnu patnju uzrokovanu ARDS-om, no izazov je daleko veći. ARDS se viđa kod ogromnog broja bolesnika diljem svijeta, a respiratorne bolesti treći su najveći uzrok smrti u EU.
Bilo kroz istraživanje novih molekularnih lijekova ili poboljšanje načina na koji izrađujemo medicinske respiratore, potrebna su dodatna istraživanja kako bi se smanjila opasnost za bolesnike diljem svijeta. Priroda bi se mogla pokazati važnim saveznikom.
Istraživanje u ovom članku financirano je kroz EU-ov program Horizon, uključujući, u slučaju projekta BioMembrOS, i Europsko vijeće za inovacije (EIC). Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije.
Autor: Barbara Pinho
Više informacija:
COVend
BioMembrOS
Zdravstvena istraživanja i inovacije EU-a
Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
