Bilim insanları, kan bağışı eksiklikleri ve güvenli kan nakli ihtiyacı nedeniyle yapay kan üretimi üzerinde çalışıyor.
Dünya Sağlık Örgütü’nün (WHO) yaptığı araştırmalara göre, her yıl dünya genelinde milyonlarca insan kan erişimindeki yetersizlik nedeniyle hayatını kaybediyor.
Kan, vücudun tamamına oksijen taşıyor ve atık ürünleri uzaklaştırıyor. Bunun yanı sıra birçok hayati fonksiyonu yerine getiriyor.
2022 yılında, laboratuvar ortamında üretilen kan, nadir kan gruplarına sahip hastalar için gerçekleştirilen ilk klinik deneyde insanlara nakledildi.
Bilim insanları, acil tıp, cerrahi müdahaleler ve kan nakli süreçlerini desteklemek amacıyla sentetik kan geliştirmeye yönelik çalışmalarını sürdürüyor.
Peki, yapay kan üretimi konusunda bilim insanları ne kadar yol kat ediyor?
Yapay Kan Nedir?
Yapay kan, hem laboratuvar ortamında üretilen hem de sentetik kanı kapsayan geniş bir terimi ifade ediyor.
Sentetik kan, hâlâ araştırma aşamasında olan ve tamamen yapay olarak üretilen bir alternatif olarak öne çıkıyor. İnsan hücreleri içermiyor; bunun yerine, kandaki hücrelerin fonksiyonlarını taklit eden mühendislik ürünü moleküller sayesinde oksijen taşıyor. Bu tür kan, özellikle acil durumlarda veya askeri tıp alanında, kan grubu uyumu sağlanamayan hastalara hızlı oksijen desteği sağlamak için geliştiriliyor.
Örneğin, ABD ordusu, 46 milyon dolar yatırım yaparak ErythroMer adlı, evrensel uyumluluğa sahip ve soğutma gerektirmeyen sentetik bir kan ürünü geliştiriyor. Ancak, bu ürün hâlâ güvenlik ve etkinliğinin belirlenmesi için araştırma ve test aşamasında bulunuyor.
Öte yandan, laboratuvar ortamında üretilen kan, insan kırmızı kan hücrelerinin vücut dışında kontrollü bir ortamda büyütülmesiyle elde ediliyor.
Cambridge Üniversitesi Transfüzyon Tıbbı Profesörü Cedric Ghevaert, laboratuvarda üretilen kan hücrelerinin bazı tıbbi vakaların tedavisinde daha etkili olabileceğini belirtiyor. Örneğin, laboratuvar ortamında üretilen trombositler, travma hastalarında kanamayı durdurmada daha etkili olabiliyor. Oysa şu anda lösemi hastalarına verilen trombositler, aktif kanamayı durdurmaktan ziyade kanamanın önlenmesi amacıyla kullanılıyor.
Laboratuvar Ortamında Kan Nasıl Üretiliyor?
Bu süreç, vücuttaki farklı hücre türlerine dönüşebilen kök hücrelerle başlıyor. Kök hücreler, bulundukları bölgeye ve nasıl uyarıldıklarına bağlı olarak kırmızı kan hücrelerine, trombositlere (kanın pıhtılaşmasına yardımcı oluyor) veya deri hücrelerine dönüşebiliyor.
Bilim insanları, hematopoietik kök hücreler adı verilen özel bir hücre türü kullanıyor. Bu hücreler, beyaz kan hücreleri, kırmızı kan hücreleri ve trombositler dahil olmak üzere tüm kan hücrelerini üretiyor. Kemik iliğinde (kemiklerin içindeki yumuşak doku) veya bir donörden alınan kanda bulunuyor.
Bu kök hücrelerin kırmızı kan hücrelerine dönüşmesi için, laboratuvar ortamında büyüme faktörleri adı verilen doğal maddelere maruz bırakılması gerekiyor.
Birkaç hafta boyunca, kök hücreler yavaş yavaş olgunlaşarak doğal kırmızı kan hücreleri gibi fonksiyon görmeye başlıyor.
Ghevaert’e göre, bilim insanları gen düzenleme teknikleriyle kök hücreleri değiştirerek kan üretimini artırabiliyor ve kan grubu belirteçlerini ortadan kaldırabiliyor. Bu da evrensel olarak uyumlu kan üretimini mümkün kılarak, nakil öncesinde kan grubu eşleşmesi gereksinimini ortadan kaldırıyor.
Bilim İnsanları Yapay Kan Üretmeye Ne Kadar Yakın?
Hem laboratuvar ortamında üretilen hem de sentetik kan ürünleri şu an yalnızca araştırma ve geliştirme aşamasında bulunuyor.
2022 yılında, Birleşik Krallık’ta laboratuvar ortamında üretilen kırmızı kan hücreleri insan gönüllüler üzerinde test edildi. Bu deney, ürünün güvenliğini ve vücutta ne kadar süre dayanabildiğini anlamaya yönelik bir adımdı.
Bu tür kanın tıbbi onay alarak ticari olarak kullanılabilmesi için daha fazla klinik deney yapılması gerekiyor.
Ayrıca, laboratuvar ortamında kan üretimi şu an bağışlanan kanın kullanılmasına kıyasla oldukça pahalı görünüyor.
2013 yılında ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), laboratuvar ortamında üretilen bir ünite kanın kimyasal bileşenlerinin maliyetinin 90.000 dolardan fazla olduğunu bildirdi. Üretim yöntemlerindeki ilerlemeler sayesinde, bu maliyet günümüzde 5.000 doların altına düşüyor. Karşılaştırma yapmak gerekirse, ABD hastaneleri 2019 yılında bağışlanan kırmızı kan hücreleri için ortalama 215 dolar ödüyordu.
Yapay Kan Klinik Deneylerde Kullanılıyor mu?
Evet. 2022 yılında Birleşik Krallık’ta yapay kan kullanılarak yapılan klinik deney, bu alandaki ilk prosedür olarak kaydedildi.
Ayrıca, Japonya’da 2022 yılında yapılan küçük bir çalışma, hemoglobin vezikülleri adı verilen ve kırmızı kan hücreleri gibi oksijen taşıyan yapay kan bileşenlerini test etti.
Deneye, 20 ila 50 yaşları arasındaki 12 sağlıklı erkek gönüllü katıldı. Üç gruba ayrılan katılımcılar, sırasıyla 10 ml, 50 ml ve 100 ml olmak üzere giderek artan dozlarda intravenöz enjeksiyon aldı.
Bazı katılımcılarda hafif yan etkiler (ateş ve döküntü) görülse de bu sorunlar kısa sürede düzeliyor. Kan basıncı da dahil olmak üzere hayati belirtilerde önemli bir değişiklik gözlenmiyor.
Ticari Ölçekte Kan Üretimi Ne Kadar Uzak?
Ticari ölçekte kan üretimi önündeki başlıca engeller, yüksek maliyet ve üretim kapasitesinin klinik talebi karşılayacak seviyeye çıkarılması olarak öne çıkıyor.
Ayrıca, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ve Avrupa İlaç Ajansı gibi düzenleyici kuruluşlar, laboratuvar ortamında üretilen kanın hücre terapisi mi yoksa ilaç mı olarak sınıflandırılması gerektiğini belirlemeye çalışıyor.
Ghevaert, “Bu, herhangi bir düzenleyici için yeni bir ürün türü olduğundan, keşfedilmemiş bir alan içerisindeyiz,” diyor.
