Инъекционный полимер polystat останавливает кровотечения

Статистика американских военных конфликтов последних десятилетий показывает, что значительная часть безвозвратных потерь приходится на солдат, которые умерли на поле боя или по дороге в госпиталь из-за неконтролируемого кровотечения.

Многих можно было спасти, если бы у военных были простые в использовании, быстродействующие и эффективные средства для остановки крови.

В некоторых случаях медики не могут помочь – турникет не остановит кровотечение из пробитой грудной клетки, а препараты крови, которые могут помочь в таких случаях, требуют особых условий хранения и не доступны на поле боя.

Учитывая острую потребность в новом препарате, исследователи из Университета Вашингтона разработали инъекционный полимер PolySTAT, который способствует образованию тромбов. После однократной инъекции PolySTAT находит любые, в том числе невидимые глазу кровотечения, и немедленно останавливает их.

Об инновационном полимере впервые сообщалось в журнале Science Translational Medicine. Эксперты говорят, что PolySTAT может стать ценным средством не только для военных, но и для гражданских – в различных экспедициях, спасательных миссиях, а также для оказания неотложной помощи в отдаленных сельских районах.

Ученые заявили, что PolySTAT уже был успешно испытан на крысах, а клинические испытания на людях будут проведены в ближайшие 5 лет. В экспериментах 100% животных с фатальными повреждениями бедренной артерии выживали после введения PolySTAT. В группе контроля, которой вводили природный свертывающий протеин, выжили только 20%.

«Большинство пациентов, которые умирают в результате кровотечения, умирают быстро. Вот почему очень важно носить эффективное кровоостанавливающее средство в рюкзаке, чтобы иметь возможность применить его прямо на поле боя и прожить достаточно долго, чтобы получить квалифицированную помощь», - говорит доктор Натан Уайт (Nathan White), профессор медицины неотложных состояний, один из соавторов изобретения.



Команда Университета Вашингтона взяла за образец фактор свертывания XIII – природный протеин, который участвует в процессе образования тромбов. В норме после повреждения сосуда тромбоциты начинают склеиваться и формируют первый барьер. Затем особый высокомолекулярный белок, фибрин, под воздействием фибриностабилизирующего фактора XIII и других веществ укрепляет образовавшийся тромб.

Если этот тромб не может выдержать давления крови, он разрывается, а пострадавший может истечь кровью. Инъекционный полимер PolySTAT вместе с фактором XIII укрепляет тромб, добавляя надежные ковалентные связи между полипептидными цепями фибрин-агрегата.



«Это как связать две веревки в одну – она получится гораздо прочнее», - поясняет принцип соавтор исследования Сьюзи Пан (Suzie Pun), профессор биоинжиниринга Университета Вашингтона.

Но, в отличие от природных веществ, полимер PolySTAT более защищен от ферментов, которые растворяют тромбы. Действие этих ферментов в нормальных условиях полезно при заживлении раны, но из-за них есть риск, что кровотечение откроется снова. С PolySTAT такое не случится.

Дело в том, что ферменты, которые «разрезают» фибриновые нити, не могут воздействовать на синтетическую молекулу PolySTAT, которая имеет несколько иную структуру. Благодаря этому пострадавший после инъекции данного препарата почти гарантированно может прожить несколько часов до эвакуации и оказания квалифицированной помощи.

«Мы уже проверяли, насколько прочными получаются новые тромбы. Даже при очень серьезных повреждениях артерий своевременное введение PolySTAT гарантировало 100% выживание», - делится результатами Лесли Чан (Leslie Chan) из университетской команды химиков.

По словам доктора Уайт, синтетический полимер PolySTAT по многим параметрам существенно превосходит традиционные кровоостанавливающие средства. Доктор Уайт, который работает в травма-центре Медицинского центра Harborview (Сиэтл), надеется на скорое появление новинки в своем арсенале.

«Препараты на основе компонентов крови очень дорогостоящие, нуждаются в бережном хранении, могут быть источником инфекции. Кроме того, с такими препаратами возможно попадание в организм сотен ненужных протеинов, что может иметь нежелательные последствия», - перечисляет он недостатки нынешних средств.

В ходе своего исследования ученые продемонстрировали, что полимер PolySTAT способен работать даже тогда, когда уровень фибриногена в крови критически низкий и некоторые другие средства перестают действовать.

Кроме того, в PolySTAT содержится специфический протеин, который связывается с фибрином только в месте кровотечения. Он не соединяется с предшественником фибрина, циркулирующим по организму. Это означает, что при использовании данного препарата нет риска формирования опасных тромбов, приводящих к инсульту или эмболии.

Хотя первоначальный профиль безопасности PolySTAT выглядит многообещающе, исследователи говорят, что нужно дождаться следующей стадии – испытаний на крупных животных. Они также планируют испробовать свое средство для лечения гемофилии.