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Bluttransfusion

Die Lagerung und Transfusion von sterilem, kompatiblem Blut oder Blutbestandteilen ist ein routinemäßiger und lebensrettender Vorgang. Seine Entwicklung hat eine lange Geschichte und hing von Tierversuchen ab, die viele Ärzte und Wissenschaftler durchgefügt haben. Heutzutage wird jährlich über 88 Millionen Mal Blut gespendet – genug um 32 olympische Schwimmbecken zu füllen – auch wenn dies immer noch nicht genug ist um die Nachfrage zu decken.ANCHOR Die Forschung sucht weiter nach alternativen Quellen für Blut und sogar nach Alternativen für Blut.

Frühe Forschung

Sir Christopher Wren führte als Erster eine intravenöse Injektion durch. Indem er einen Hund als Probanden einsetzte, ebnete er den Weg für etwas was wir heute als übliche Im Jahr 1657 wurde Christopher Wren, besser bekannt als der Architekt der Londoner St Paul’s Kathedrale, zum ersten Menschen der eine intravenöse Injektion durchführte, indem er einem Hund Wein und Bier in die Venen spritzte. Den Erfolg der Injektion beurteilte er anhand des Rauschzustandes des Hundes.ANCHOR

Richard Lower führte 1665 erstmals sowohl eine Bluttransfusion von Tier zu Tier als auch von Tier zum Menschen durch. Die erste dokumentierte erfolgreiche Transfusion von Mensch zu Mensch fand jedoch erst 1830 statt, als James Blundell einer Frau, die nach der Geburt unter starken Blutungen litt, Blut seines Assistenten übertrug.ANCHOR

Zu dieser Zeit waren Bluttransfusionen ein technisch schwieriger Prozess – die einzig verfügbaren Apparaturen waren Federkiele oder Silber Röhrchen - und es gab keine Möglichkeit das Gerinnen des Blutes zu verhindern. Trotz dieser Schwierigkeiten hielt sich die Praktik als Nischenverfahren und neue intravenöse Flüssigkeiten, wie Sole-Wasser, Milch und Albumin, das man aus Hühnereiern extrahierte, wurden verwendet.ANCHOR

Schlüsselentwicklungen des frühen 20. Jahrhunderts

Im Jahr 1900 entdeckte Karl Landsteiner, dass Menschen unterschiedliche Blutgruppen haben. Dies bedeutete, dass nun übereinstimmende Paare aus Empfänger und Spender gesucht werden konnten. Dies erhöhte die Verlässlichkeit deutlich, jedoch war es immer noch eine recht unpraktische Technik, da Blut sich schnell verfestigt.

Tierversuche zwischen den Jahren 1900 und 1916 machten die Bluttransfusion nach und nach zu der routinemäßigen Behandlungsmethode, die es heute ist. Im Jahr 1907 perfektionierte George CrileANCHOR an Hunden die Technik Blut von Arterie zu Vene zu übertragen. Er dokumentierte die Anwendung bei 32 Patienten. Der nächste große Durchbruch gelang Adolph Hustin, der im Jahr 1914ANCHOR heraus fand, dass die Zugabe von Natriumcitrat die Blutgerinnung verhinderte und dass Transfusionen mit diesem Citratblut gefahrlos an Hunde verabreicht werden können. Richard Lewisohn5 erweiterte diese Entdeckung im Jahr 1915 indem er die maximale Menge an Citrat bestimmte, die ohne Vergiftungserscheinungen an Hunde abgegeben werden konnte. Dies enthüllte die optimale Konzentration an Natriumcitrat, die dem Blut beigefügt werden kann um den bestmöglichen gerinnungshemmenden Effekt zu erzielen.

Ein weiterer Durchbruch fand 1915 statt als Richard WeilANCHOR zeigen konnte, dass Citratblut selbst nach zwei Tagen Lagerung seine Effektivität noch nicht eingebüßt hatte, wenn man es Meerschweinchen und Hunden infundierte, die zuvor Blut verloren hatten. Auf diese Experimente folgte die Arbeit von Peyton Rous und Joseph Turner, die an Hasen zeigten, dass Blut mit bestimmten Zusätzen und unter sachgerechter Behandlung selbst nach 14-tägiger Lagerung noch erfolgreich für Transfusionen verwendet werden kann.ANCHOR

All diese Experimente ermöglichten eine Verlängerung der Lagerfähigkeit des gespendeten Blutes, was das Anlegen von Blutbanken ermöglichte und Bluttransfusionen zu einer weit verbreiteten Behandlungsmethode machte. Peyton Rous bekam 1966 den Nobel Preis für seine zahlreichen Beiträge zum Fortschritt der Medizin, wie die Entdeckung der krebsauslösenden Viren.

Künstliches Blut

Im Jahr 2011 konnte man mit einem aus Plasma von Kühen gewonnenen Blut-Ersatzstoff das Leben einer Frau retten, die nur noch einen einzigen Liter Blut im Körper hatte, deren Religion aber eine konventionelle Bluttransfusion verbot.8 Diese auf Hämoglobin basierende, sauerstofftragende Lösung, die in diesem Fall zum Einsatz kam (Hämoglobin-Glutamer), benötigt keine übereinstimmende Blutgruppe und ist ohne Kühlung bis zu drei Jahre nutzbar.

Dieser Typ des sogenannten künstlichen Blutes wurde konzipiert, um nach starkem Blutverlust den Sauerstofftransport im Körper zu verbessern. Allerdings hat künstliches Blut bereits eine höchst umstrittene Geschichte.

Eine Meta-Analyse über mehrere Studien legt für den Einsatz von künstlichem Blut einen Anstieg des Todesrisikos um 30% nahe.ANCHOR Die Arzneimittelzulassungsbehörde der Vereinigten Staaten (FDA) stoppte daraufhin die klinischen Versuchsreihen und erntete dafür Kritik von der US Navy, die den Großteil der Forschung finanziert hatte. Darüber hinaus verklagte eines der Unternehmen, die das Verfahren entwickelt hatten, den Autor der Meta-Analyse.ANCHOR  ANCHOR Nachdem der Einsatz von künstlichem Blut in Südafrika zunächst eine Zulassung erhalten hatte, wurde diese mittlerweile aufgrund von Bedenken  hinsichtlich der Sicherheit zurückgezogen.ANCHOR

Die Vermehrung roter Blutkörperchen

 

Forscher arbeiten ebenfalls daran mit Hilfe von embryonalen Stammzellen eine kontinuierliche Versorgung mit roten Blutkörperchen sicher zu stellen. Nachdem sie diese Technik zuerst in Mäusen entwickelt hatten, haben Wissenschaftler in Japan eine unsterbliche Linie menschlicher embryonaler Stammzellen entwickelt, die für unbegrenzte Zeit immer neue rote Blutkörperchen hervorbringen könnte.ANCHOR ANCHOR Für Arbeiten auf diesem Gebiet gab es eine Verzögerung aufgrund von ethischen Bedenken und der Lizenzierung für den Einsatz von Zellen, die von menschlichen Embryonen stammen. Trotz dieser Vorbehalte wird mit einem baldigen Beginn der klinischen Studien gerechnet.ANCHOR ANCHOR

Im Jahr 2011 wurden rote Blutkörperchen aus blutbildenden Stammzellen des Knochenmarks kultiviert.ANCHOR In diesen Kulturen konnten 1 Milliarde Zellen gezüchtet werden (was äquivalent zu 2 ml Blut ist) und nachdem sie zunächst an Mäusen getestet wurden, wurden die Zellen zurück in das Knochenmark des Spenders injiziert. Diese Zellen scheinen sich exakt wie normale rote Blutkörperchen zu verhalten und so erweckt diese Technik einen vielversprechenden Eindruck, auch wenn vorerst die Herausforderung bestehen bleibt, die herstellbaren Mengen deutlich zu erhöhen.


Quellen

  1. http://archive.thedailystar.net/newDesign/news-details.php?nid=238160
  2. Noha Barsoum & Charles Kleeman (2002) Now and Then, the History of Parenteral Fluid Administration Am J Nephrol 22:284–289
  3. Noha Barsoum & Charles Kleeman (2002) Now and Then, the History of Parenteral Fluid Administration Am J Nephrol 22:284–289
  4. Noha Barsoum & Charles Kleeman (2002) Now and Then, the History of Parenteral Fluid Administration Am J Nephrol 22:284–289
  5. Crile G (1907) Ann Surg 46, 329
  6. Hustin A (1914) J Med Brux 2, 436
  7. Lewisohn R (1915) Surg Gyn Obstet 21, 37
  8. Weil R (1915) JAMA 64, 425
  9. Rous P & Turner J (1916) J Exp Med 23, 219
  10. http://www.dailytelegraph.com.au/news/nsw/tamara-coakleys-life-saved-by-cows-blood/story-e6freuzi-1226050105216
  11. http://www.boston.com/business/healthcare/articles/2009/04/04/navy_rips_fda_for_blocking_clinical_trial/
  12. http://www.boston.com/business/healthcare/articles/2009/04/04/navy_rips_fda_for_blocking_clinical_trial/
  13. http://www.nature.com/news/2008/081111/full/news.2008.1219.html
  14. http://www.boston.com/business/healthcare/articles/2009/04/04/navy_rips_fda_for_blocking_clinical_trial/
  15. Hiroyama T, Miharada K, Sudo K, Danjo I, Aoki N, et al. (2008) Establishment of mouse embryonic stem cell-derived erythroid progenitor cell lines able to produce functional red blood cells. PLoS One 3: e1544
  16. Ryo Kurita et al. (2013) Establishment of Immortalized Human Erythroid Progenitor Cell Lines Able to Produce Enucleated Red Blood Cells PLoS One 8(3): e59890
  17. http://www.independent.co.uk/news/science/british-scientists-to-create-synthetic-blood-1651715.html
  18. http://www.news-medical.net/news/20130531/Novel-approach-to-create-unlimited-number-of-human-red-blood-cells-platelets-in-vitro.aspx
  19. http://www.scotsman.com/the-scotsman/health/scots-scientists-to-trial-synthetic-human-blood-1-2948081
  20. Giarrantana MC et al. (2011) Proof of principle for transfusion of in vitro–generated red blood cells Blood 118:19 5071-5079 doi: 10.1182/blood-2011-06-362038

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