Japan entwickelt künstliches Blut, das mit allen Blutgruppen kompatibel ist

• Ein japanisches Forschungsteam hat künstliches Blut entwickelt, das bei Patienten aller Blutgruppen eingesetzt werden kann
• Es wurde aus Hämoglobin aus roten Blutkörperchen gewonnen und zu künstlichen Blutzellen verarbeitet, sodass es ohne Blutgruppenbestimmung verwendet werden kann
• Das künstliche Blut kann 2 Jahre bei Raumtemperatur und bis zu 5 Jahre gekühlt gelagert werden, wodurch sich die Haltbarkeit gegenüber herkömmlichen roten Blutkörperchen deutlich verbessert
• Seit 2022 wurden in frühen klinischen Studien Ergebnisse ohne schwerwiegende Nebenwirkungen erzielt
• Ziel ist die praktische Anwendung bis 2030; zugleich wird intensiv an der Entwicklung anderer künstlicher Sauerstoffträger geforscht

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Bedarf an künstlichem Blut im medizinischen Einsatz

• Bluttransfusionen spielen weltweit eine wichtige Rolle bei der Rettung von Menschenleben
• Insbesondere kommt es häufig zu Engpässen bei O-negativem Blut (Universalspender)
• Blutspenden haben eine kurze Lagerdauer, und besonders in Ländern mit niedrigem Einkommen ist die Versorgung sehr schwierig

Entwicklung von künstlichem Blut durch japanische Forschende

• Das Forschungsteam von Professor Hiromi Sakai an der Nara Medical University entwickelte künstliches Blut, um die Grenzen herkömmlicher Blutprodukte zu überwinden
• Aus abgelaufenen Blutspenden wird Hämoglobin extrahiert und in eine Schutzhülle eingeschlossen, um stabile künstliche rote Blutkörperchen herzustellen, die keinen Viren ausgesetzt sind
• Das entwickelte künstliche Blut hat keine Blutgruppe, sodass keine separate Kompatibilitätsprüfung erforderlich ist
• Das künstliche Blut kann 2 Jahre bei Raumtemperatur und bis zu 5 Jahre gekühlt gelagert werden und ist damit herkömmlichen roten Blutkörperchen (42 Tage gekühlt) in der Haltbarkeit deutlich überlegen

Frühe klinische Studien und Stand der Forschung

• Seit 2022 laufen klinische Studien mit einem künstlichen Sauerstoffträger (Hämoglobinvesikeln) an einer kleinen Gruppe von Personen (12 Männer), bei denen eine intravenöse Verabreichung erfolgt
• Die verabreichte Menge wurde schrittweise auf bis zu 100 ml erhöht
• Es gab einige leichte Nebenwirkungen, jedoch keine schwerwiegenden Veränderungen wichtiger Vitalparameter wie des Blutdrucks
• Das Forschungsteam hat die klinischen Studien seit Juli 2023 weiter beschleunigt und die verabreichte Menge im März 2024 auf bis zu 400 ml erhöht

Weitere Pläne und Forschungsstand im In- und Ausland

• Falls keine weiteren unerwünschten Reaktionen auftreten, soll die Studie auf die Prüfung von Wirksamkeit und Sicherheit ausgeweitet werden
• Mit dem Ziel der Kommerzialisierung bis 2030 wird an der praktischen Einführung gearbeitet
• Parallel dazu entwickelt auch das Team von Professor Teruyuki Komatsu an der Chuo University einen mit einer Albumin-Schutzhülle stabilisierten Sauerstoffträger
• In Tierversuchen zeigte dieser Wirkung bei der Behandlung von Blutungen und Schlaganfällen, sodass eine Ausweitung auf klinische Studien am Menschen erwartet wird

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Hacker-News-Kommentare

• Erinnerung an eine Firma namens Biopure, die in den USA Hämoglobin aus Rinderblut extrahierte und daraus einen Blutersatz namens „oxygen therapeutics“ herstellte; da dabei keine vollständigen roten Blutkörperchen verwendet wurden, war das Mittel unabhängig von der Blutgruppe einsetzbar, bei Raumtemperatur lagerfähig und konnte wegen seiner kleinen Molekülgröße Sauerstoff besser an verstopften Arterien oder ins Gewebe transportieren. Allerdings hatte das Unternehmen viele Managementprobleme und erhielt in den USA außer für ein Produkt für Haustiere keine FDA-Zulassung. Es gab durchaus eine tatsächliche Wirkung, aber die Kommerzialisierung scheiterte, was bedauerlich ist. Dazu wurde der Artikel Wikipedia Biopure angehängt. Zur Einordnung: Das Unternehmen wurde sogar verklagt, weil es Investoren im Zusammenhang mit klinischen Studien falsch informiert hatte, und ein Vizepräsident täuschte mit einer vorgetäuschten Krebserkrankung sogar das Gericht und wurde zu drei Jahren Haft verurteilt. Die Hoffnung ist, dass der neue Blutersatz des japanischen Teams positiver verläuft.

  • Es gibt auch die Anekdote, dass WADA den Doping-Einsatz von hämoglobinbasierten Blutersatzstoffen ausdrücklich behandelt hat: WADA-Material. Solche Produkte sind bei Raumtemperatur lagerbar und erfordern keine Blutgruppe, sodass sie im Team-Bus jederzeit frei verabreicht werden könnten. Gerade weil man sich damit womöglich der Dopingkontrolle entziehen könnte, wäre das bei Rennen wie der Tour de France ein enormer Vorteil. Biopure war offiziell gegen Doping, wirkte aber insgeheim fast stolz darauf, dass WADA das eigene Produkt eigens erwähnte, was auf seine Wirksamkeit hindeutete.
  • Neugier, was mit Patenten oder der Technologie passiert, wenn ein Unternehmen pleitegeht, und die Frage, warum bei einem wirksamen Produkt kein konkurrenzfähiges Unternehmen übernommen hat, obwohl eher die Firma als das Produkt selbst versagt zu haben scheint.
  • Rückblick auf die Zeit, als man früher einmal als Angel-Investor in Biopure investieren wollte.
  • Faszinierend, dass direktes Hämoglobin im Blut überhaupt wirksam war; es wirkt wie ein einfacher und kreativer Ansatz, ganz ohne Immunreaktion oder Abbauprobleme.
  • Unabhängig von Biopure gab es in den USA noch einen anderen Blutersatz namens „PolyHeme“, bei dem es mehr Herzinfarktfälle gab und der klinisch an Traumapatienten ohne Einwilligung getestet wurde, was für Kontroversen sorgte. Mehr dazu unter PolyHeme Wiki.

• Der künstliche Blutstoff werde anscheinend hergestellt, indem aus bereits gespendetem Blut nur Hämoglobin extrahiert und in eine Schutzhülle eingebracht wird, um virenfreie künstliche rote Blutkörperchen zu erzeugen; letztlich werde also weiterhin gespendetes Blut benötigt. Zur Einordnung: Der Originaltext war in Zitatform wiedergegeben.

  • Dieses Forschungsteam nutzt vorrangig rote Blutkörperchen aus Blutspenden, die bald ablaufen würden, um die Nutzung vorhandener Blutreserven zu maximieren. Hämoglobin ist jedoch letztlich nur ein Protein, und tierisches Hämoglobin wird inzwischen auch für kultivierte Fleischproteine hergestellt. Bislang konnte man mit Hämoglobin allein nicht ohne Weiteres die Funktion nützlicher roter Blutkörperchen nachbilden, doch diese Forschung könnte einen Markt für die Massenproduktion von rekombinantem menschlichem Hämoglobin eröffnen. Die Überzeugung ist, dass man innerhalb von 5–10 Jahren menschliches Hämoglobin problemlos bei einem Biopharma-Zulieferer kaufen können wird.
  • Das größte Problem bei Blutspenden ist das Verfallsdatum, weshalb über das ganze Jahr hinweg kontinuierliche Spenden nötig sind. Selbst wenn bei Katastrophen plötzlich viele Spenden eingehen, musste der Überschuss bisher weggeworfen werden. Wenn sich abgelaufenes Blut vollständig nutzen ließe, keine Blutgruppenbestimmung mehr nötig wäre und sich die Haltbarkeit verlängerte, hätte das einen erheblichen Wert.
  • Die Eigenschaft „keine Blutgruppenbestimmung nötig“ ist für bestimmte Patientengruppen sehr wichtig, insbesondere wenn jemand dauerhaft auf Transfusionen angewiesen ist und Transfusionen mit verschiedenen Blutgruppen nicht möglich sind; das ist eine reale und praktische Schwierigkeit.

• Es habe verschiedene ähnliche Ansätze zu künstlichem Blut gegeben, und bestimmte Chemikalien wie etwa perfluorocarbon hätten eine extrem hohe Sauerstofftransportkapazität gehabt und teils weit mehr Sauerstoff als Blut transportieren können. Betont wird der Bedarf an einem sicheren und langfristig lagerfähigen Blutersatz. Allerdings ersetzt dieses Produkt künstlich nur die Sauerstofftransportfunktion des Bluts; Gerinnung, Immunfunktion, Hormone, Nährstoffe und andere wichtige Aufgaben bleiben weiterhin schwierig abzudecken. Trotzdem ist jeder Fortschritt willkommen, der die Sauerstoffversorgung sicher übernimmt.

  • Auch bei den meisten Transfusionen nach Traumata geht es de facto vor allem um die Bereitstellung roter Blutkörperchen; die übrigen Funktionen des Bluts müssen unter solchen Bedingungen nicht unbedingt mittransfundiert werden.
  • Die Bezeichnung „oxygen therapeutics“ sei wohl genau deshalb entstanden, weil es sich in Wirklichkeit nicht um Blut, sondern um eine Konstruktion zur Sauerstoffübertragung handelt. Anfangs wirkte der Begriff übermäßig fein unterschieden, aber in dieser Diskussion wird nachvollziehbar, warum diese terminologische Trennung wichtig ist.

• Es scheint nicht das erste Mal zu sein, dass in Japan künstliches Blut entwickelt wird; bei einer schnellen Suche fand sich bereits 2019 Forschung eines anderen Teams: Artikel zum Fall von 2019. Interessant ist, worin der Unterschied zur aktuellen Forschung liegt.

  • 2019 waren die Versuche nur an Kaninchen erfolgt, während nun Tests an Menschen laufen. Seit 2022 wird die Dosis schrittweise erhöht und gesunden Freiwilligen verabreicht. Wenn keine Nebenwirkungen festgestellt werden, soll bald die Phase beginnen, in der Wirksamkeit und Sicherheit bewertet werden, und mit dem Ziel einer praktischen Anwendung bis 2030 wird die Entwicklung beschleunigt.

• Bei der Meldung „mit allen Blutgruppen kompatibel“ dachte man zunächst an vollständig synthetische Produkte wie perfluorocarbon; solche Produkte werden in Mexiko und Russland bereits praktisch eingesetzt: PFC Wiki

  • PFC-Lösungen haben eine so hohe Sauerstofftransportfähigkeit, dass sie sogar für Flüssigatmung beim Menschen in Betracht gezogen wurden.

• Das US-Unternehmen Kalocyte entwickelt ebenfalls künstliches Blut, arbeitet mit DARPA zusammen und wurde dieses Jahr im The New Yorker vorgestellt: New-Yorker-Artikel

• Die Forschungsarbeit zu dieser klinischen Studie ist in Blood Advances zu finden.

• Ein merkwürdiges Gefühl, als wäre die Welt aus der HBO-Serie True Blood Realität geworden; die Vorstellung ist interessant, dass japanische Wissenschaftler künstliches Blut entwickeln und dadurch Vampire aktiv werden könnten. Ob Vampire nun Realität werden oder nicht: Die Kombination aus blood substitute und japanischen Wissenschaftlern ist zumindest real geworden.

• Vermutung, dass die Technologie dieses Forschungsteams wahrscheinlich auf liposomenbasierten Hämoglobin-Kapseln beruht; der Autorenname Sakai wurde bestätigt. Dazu wurden die einschlägigen Arbeiten PubMed1 und PubMed2 verlinkt; wer die Partikelverarbeitung selbst nachvollziehen möchte, kann auch PMC zur Partikelherstellung ansehen.

• Erwähnung des Witzes, dass Blut 2,5 % der US-Exporte ausmache.

  • Erklärung zu diesem Witz: siehe CNBC-Artikel. Allerdings bezieht sich diese Zahl von 2,5 % nicht auf tatsächlich exportiertes Fertigblut, sondern ist eine überhöhte Statistik, die alle möglichen Exportprodukte mit aus Blut gewonnenen Bestandteilen zusammenrechnet. Es wurde nicht weiter recherchiert, aber der Kontext ist, dass es dazu eine gewisse Kontroverse gibt.