Chuyển máu thành bột để bảo quản dễ hơn và lâu hơn
Giống như sữa, máu cũng có hạn sử dụng. Khi một người hiến máu cho đi thứ chất lỏng quý giá của họ, các bác sĩ sẽ thu máu vào các bịch chứa và bảo quản chúng trong tủ lạnh. Nếu không được giữ lạnh, máu tươi chỉ có hạn sử dụng trong vòng 30 phút, vì vi khuẩn có thể phát triển bên trong đó.
Trên thực tế, máu nhiễm khuẩn là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trong các tai nạn truyền máu. Để hạn chế điều này xảy ra, máu phải được bảo quản ở nhiệt độ tiêu chuẩn từ 2-6 độ C, và phải được truyền xong trong vòng 4 giờ sau khi lấy ra khỏi tủ lạnh.
Nhưng ngay cả khi đã được bảo quản lạnh, máu cũng chỉ có hạn sử dụng tối đa trong khoảng 35 ngày sau khi hiến tặng. Đơn giản là vì trong thời gian đó các tế bào máu đã hoàn thành vòng đời của chúng, máu sẽ chết.
Điều này khiến hoạt động hiến máu cần phải được thực hiện thường xuyên, khi lượng dự trữ trong các ngân hàng máu xuống quá thấp. Khó khăn cũng sẽ xảy ra ở các vùng sâu vùng xa, nơi không có đủ lạnh để bảo quản máu. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm ra được một cách để bảo quản máu lâu dài hơn mà không cần đến tủ lạnh.
Một trong số những ý tưởng thú vị là chế tạo ra máu bột. Thật dễ hình dung phải không, nếu chúng ta có thể biến sữa tươi thành sữa bột, để bảo quản lâu hơn, sau đó chỉ cần pha với nước để uống: Tại sao không thể làm điều đó với máu?
Jonathan Kopachek, một nhà nghiên cứu sinh học tại Trường Đại học Louisville, Hoa Kỳ đang theo đuổi ý tưởng cô đặc máu để biến nó thành dạng bột ở nhiệt độ phòng. Ông cho biết phương pháp này có thể bảo quản được máu trong thời gian dài hơn, cho phép chúng ta đối phó với tình trạng khan hiếm máu tại nhiều nơi trên thế giới, một điều cũng đã xảy ra ngay tại các bệnh viện lớn trong đại dịch Covid-19.
Rút nước ra khỏi máu mà không làm tổn thương đến các tế bào là một quy trình hết sức phức tạp và đầy thách thức. Nhưng Kopachek cho biết một phân tử đặc biệt có thể giúp ích trong quá trình này, đó là một loại đường có tên là trehalose. Thật thú vị, nó cũng là một chất bảo quản phổ biến trong bánh donut.
"Trahalose có thể giữ những chiếc bánh trông tươi ngon ngay cả khi chúng đã được làm ra từ vài tháng trước", Kopachek nói. "Và bạn sẽ không thấy được sự khác biệt".
Các nhà nghiên cứu đã chọn trehalose vì trong tự nhiên, phân tử đường này cũng được tạo ra bởi những con gấu nước tardigrades hoặc tôm muối – hay còn gọi là khỉ biển. Trehalose giúp những sinh vật nhỏ bé này có thể tồn tại ở các điều kiện sống cực kỳ khắc nghiệt, nơi có nồng độ muối cao đến nỗi muối có thể rút sạch nước trong cơ thể chúng.
Quan sát cho thấy gấu nước và tôm muối có thể sống ở trạng thái khô kiệt hoàn toàn trong một thời gian dài, cho đến khi chúng được bù nước và hoạt động bình thường trở lại. "Vì vậy, chúng tôi muốn sử dụng trehalose do các sinh vật này tạo ra, và áp dụng nó để bảo quản các tế bào máu ở trạng thái khô, giống như các sinh vật đó đã làm được", Kopachek nói.
Để bắt đầu, các nhà nghiên cứu phải tìm cách đưa được trehalose vào tế bào máu. Họ đã sử dụng sóng siêu âm để khoan các lỗ trên màng tế bào. Các lỗ này cho một số phân tử trehalose chui vào trong, sau đó sẽ tự động đóng liền lại.
Mấu chốt là lượng trehalose ở cả bên trong và bên ngoài tế bào cần phải đạt tới một nồng độ đủ để giúp tế bào sống sót qua quá trình mất nước và bù nước. Tại nồng độ đó, máu có thể được sấy khô để tạo thành bột.
Kopachek cho biết ở dạng bột, máu có thể được bảo quản lên tới vài năm ở nhiệt độ phòng, có nghĩa là thậm chí bạn không cần dùng tới tủ lạnh. Khi cần truyền cho người bệnh, "chúng ta chỉ cần pha nước lại và máu sẽ trở lại dạng lỏng như bình thường", ông nói.
Một điều thú vị khác đó là bởi máu có nhiều thành phần khác nhau, với các điều kiện bảo quản khác nhau, như tiểu cầu, hồng cầu, Albumin, Cryoprecipit huyết thanh, chúng ta cũng có thể cô đặc chúng thành từng loại bột khác nhau để sử dụng hoặc phối trộn.
Hiện tại, huyết thanh tươi và Cryoprecipit để có thể sử dụng đều phải được bảo quản ở nhiệt độ -30oC và chỉ có hạn sử dụng 4 giờ sau khi rã đông. Tiểu cầu thì không được làm lạnh và chỉ có thể truyền trong vòng 5 ngày sau khi hiến.
Albumin cũng chỉ được bảo quản ở nhiệt độ phòng, nhưng phải trong bóng tối. Hạn sử dụng của nó là 3 tiếng đồng hồ, nhưng sẽ nhanh chóng bị hỏng khi tiếp xúc với ánh sáng.
Nghiên cứu bước đầu về ý tưởng gửi trehalose vào trong hồng cầu để cô đặc và bảo quản máu bột của Kopachek đã được đăng tải trên tạp chí Biomicrofluidics. Tuy nhiên, ông nhấn mạnh rằng cần phải mất từ 3-5 năm nữa loại máu bột này mới có thể tiến tới thử nghiệm lâm sàng.
Mặc dù vậy, cơ hội ứng dụng sau đó rất hứa hẹn. Máu bột có thể giúp chúng ta lưu trữ máu lâu dài hơn, hạn chế các đợt hiến máu và thiếu hụt máu ở bệnh viện. Máu bột cũng có thể phục vụ các bệnh nhân ở vùng sâu vùng xa, hoặc trong kịch bản của đại dịch.
Ngoài ra, Kopachek cho biết với tính chất ưu việt, máu bột có thể là lựa chọn ưu tiên cho các hoạt động viện trợ nhân đạo, hoạt động quân sự hoặc thậm chí là nhiệm vụ sao Hỏa. Có thể, bộ dụng cụ sơ cứu mà các nhà du hành mang lên sao Hỏa sẽ chứa một bịch máu bột.
-------
Nguồn: Sinh Học Phân Tử
Giống như sữa, máu cũng có hạn sử dụng. Khi một người hiến máu cho đi thứ chất lỏng quý giá của họ, các bác sĩ sẽ thu máu vào các bịch chứa và bảo quản chúng trong tủ lạnh. Nếu không được giữ lạnh, máu tươi chỉ có hạn sử dụng trong vòng 30 phút, vì vi khuẩn có thể phát triển bên trong đó.
Trên thực tế, máu nhiễm khuẩn là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trong các tai nạn truyền máu. Để hạn chế điều này xảy ra, máu phải được bảo quản ở nhiệt độ tiêu chuẩn từ 2-6 độ C, và phải được truyền xong trong vòng 4 giờ sau khi lấy ra khỏi tủ lạnh.
Nhưng ngay cả khi đã được bảo quản lạnh, máu cũng chỉ có hạn sử dụng tối đa trong khoảng 35 ngày sau khi hiến tặng. Đơn giản là vì trong thời gian đó các tế bào máu đã hoàn thành vòng đời của chúng, máu sẽ chết.
Điều này khiến hoạt động hiến máu cần phải được thực hiện thường xuyên, khi lượng dự trữ trong các ngân hàng máu xuống quá thấp. Khó khăn cũng sẽ xảy ra ở các vùng sâu vùng xa, nơi không có đủ lạnh để bảo quản máu. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đang cố gắng tìm ra được một cách để bảo quản máu lâu dài hơn mà không cần đến tủ lạnh.
Một trong số những ý tưởng thú vị là chế tạo ra máu bột. Thật dễ hình dung phải không, nếu chúng ta có thể biến sữa tươi thành sữa bột, để bảo quản lâu hơn, sau đó chỉ cần pha với nước để uống: Tại sao không thể làm điều đó với máu?
Jonathan Kopachek, một nhà nghiên cứu sinh học tại Trường Đại học Louisville, Hoa Kỳ đang theo đuổi ý tưởng cô đặc máu để biến nó thành dạng bột ở nhiệt độ phòng. Ông cho biết phương pháp này có thể bảo quản được máu trong thời gian dài hơn, cho phép chúng ta đối phó với tình trạng khan hiếm máu tại nhiều nơi trên thế giới, một điều cũng đã xảy ra ngay tại các bệnh viện lớn trong đại dịch Covid-19.
Rút nước ra khỏi máu mà không làm tổn thương đến các tế bào là một quy trình hết sức phức tạp và đầy thách thức. Nhưng Kopachek cho biết một phân tử đặc biệt có thể giúp ích trong quá trình này, đó là một loại đường có tên là trehalose. Thật thú vị, nó cũng là một chất bảo quản phổ biến trong bánh donut.
"Trahalose có thể giữ những chiếc bánh trông tươi ngon ngay cả khi chúng đã được làm ra từ vài tháng trước", Kopachek nói. "Và bạn sẽ không thấy được sự khác biệt".
Các nhà nghiên cứu đã chọn trehalose vì trong tự nhiên, phân tử đường này cũng được tạo ra bởi những con gấu nước tardigrades hoặc tôm muối – hay còn gọi là khỉ biển. Trehalose giúp những sinh vật nhỏ bé này có thể tồn tại ở các điều kiện sống cực kỳ khắc nghiệt, nơi có nồng độ muối cao đến nỗi muối có thể rút sạch nước trong cơ thể chúng.
Quan sát cho thấy gấu nước và tôm muối có thể sống ở trạng thái khô kiệt hoàn toàn trong một thời gian dài, cho đến khi chúng được bù nước và hoạt động bình thường trở lại. "Vì vậy, chúng tôi muốn sử dụng trehalose do các sinh vật này tạo ra, và áp dụng nó để bảo quản các tế bào máu ở trạng thái khô, giống như các sinh vật đó đã làm được", Kopachek nói.
Để bắt đầu, các nhà nghiên cứu phải tìm cách đưa được trehalose vào tế bào máu. Họ đã sử dụng sóng siêu âm để khoan các lỗ trên màng tế bào. Các lỗ này cho một số phân tử trehalose chui vào trong, sau đó sẽ tự động đóng liền lại.
Mấu chốt là lượng trehalose ở cả bên trong và bên ngoài tế bào cần phải đạt tới một nồng độ đủ để giúp tế bào sống sót qua quá trình mất nước và bù nước. Tại nồng độ đó, máu có thể được sấy khô để tạo thành bột.
Kopachek cho biết ở dạng bột, máu có thể được bảo quản lên tới vài năm ở nhiệt độ phòng, có nghĩa là thậm chí bạn không cần dùng tới tủ lạnh. Khi cần truyền cho người bệnh, "chúng ta chỉ cần pha nước lại và máu sẽ trở lại dạng lỏng như bình thường", ông nói.
Một điều thú vị khác đó là bởi máu có nhiều thành phần khác nhau, với các điều kiện bảo quản khác nhau, như tiểu cầu, hồng cầu, Albumin, Cryoprecipit huyết thanh, chúng ta cũng có thể cô đặc chúng thành từng loại bột khác nhau để sử dụng hoặc phối trộn.
Hiện tại, huyết thanh tươi và Cryoprecipit để có thể sử dụng đều phải được bảo quản ở nhiệt độ -30oC và chỉ có hạn sử dụng 4 giờ sau khi rã đông. Tiểu cầu thì không được làm lạnh và chỉ có thể truyền trong vòng 5 ngày sau khi hiến.
Albumin cũng chỉ được bảo quản ở nhiệt độ phòng, nhưng phải trong bóng tối. Hạn sử dụng của nó là 3 tiếng đồng hồ, nhưng sẽ nhanh chóng bị hỏng khi tiếp xúc với ánh sáng.
Nghiên cứu bước đầu về ý tưởng gửi trehalose vào trong hồng cầu để cô đặc và bảo quản máu bột của Kopachek đã được đăng tải trên tạp chí Biomicrofluidics. Tuy nhiên, ông nhấn mạnh rằng cần phải mất từ 3-5 năm nữa loại máu bột này mới có thể tiến tới thử nghiệm lâm sàng.
Mặc dù vậy, cơ hội ứng dụng sau đó rất hứa hẹn. Máu bột có thể giúp chúng ta lưu trữ máu lâu dài hơn, hạn chế các đợt hiến máu và thiếu hụt máu ở bệnh viện. Máu bột cũng có thể phục vụ các bệnh nhân ở vùng sâu vùng xa, hoặc trong kịch bản của đại dịch.
Ngoài ra, Kopachek cho biết với tính chất ưu việt, máu bột có thể là lựa chọn ưu tiên cho các hoạt động viện trợ nhân đạo, hoạt động quân sự hoặc thậm chí là nhiệm vụ sao Hỏa. Có thể, bộ dụng cụ sơ cứu mà các nhà du hành mang lên sao Hỏa sẽ chứa một bịch máu bột.
-------
Nguồn: Sinh Học Phân Tử
