A légzőszervi megbetegedések a harmadik legnagyobb halálozási okot jelentik ma az Európai Unióban. Súlyosságában közülük is kiemelkedik az a jelenleg még hatékony terápiával nem rendelkező akut légzési distressz szindróma, amelyről a Covid járvány alatt hallhattunk sokat. Európai kutatások most teljesen új utakat keresnek e magas halálozással járó állapot kezelésére, melyhez a természetben kerestek forrásokat, ahogy erről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja beszámolt.
A kórházi intenzív osztályok számára az egyik legkeményebb harc az akut légzési distressz szindrómában (ARDS) szenvedő betegek életének megmentése. Becslések szerint az EU-ban évente 30 000-120 000 ARDS-eset fordul elő, amelyek az intenzív osztályokra felvett betegek mintegy 10 százalékát teszik ki. Ennél a betegségnél a kórházi halálozási arány is nagyon magas, akár 45 százalék is lehet.
A Covid legsúlyosabb formáját enyhítő fehérjetöredék
Legutóbb a Covid járvány során esett több szó erről az állapotról, amely a Covid-fertőzés legsúlyosabb és legéletveszélyesebb formáját jelentette. Ilyenkor a beteg tüdejének léghólyagjaiban (alveolusaiban) folyadék halmozódik fel, amely egyrészt megakadályozza, hogy azok megfelelően megteljenek levegővel, másrészt azt is gátolja, hogy az oxigén bejusson a szervezetbe, ami gyakran végzetes következményekkel jár. A túlélő betegek tüdeje gyakran maradandó hegesedést szenved.
Bár a Covid-19 különös erővel hívta fel a figyelmet erre a nagyon ijesztő állapotra, azt számos más tényező is kiválthatja, többek között bakteriális vagy vírusfertőzés, szepszis, trauma, műtét vagy vérátömlesztés, sőt mérgező füstök vagy folyadékok belélegzése is okozhatja. A legnagyobb baj azonban, hogy az ARDS-re jelenleg nem létezik hatékony terápia, ráadásul sok túlélő számára hosszú felépülést eredményez.
Uniós támogatásnak köszönhetően a világjárvány közepén, 2021-ben nagyszabású, több országot érintő kutatási erőfeszítés indult annak megértésére, hogy miképpen lehetne megakadályozni, hogy a Covid-fertőzés akut légzési distressz szindrómává fajuljon. Ehhez egy olyan speciális kezelést választottak, amely a frankfurti Goethe Egyetemi Kórház aneszteziológiai, intenzív terápiás és fájdalomterápiás klinikáján dolgozóknak egy hét évvel korábbi eset kapcsán jutott eszébe. Ekkor egy különösen bonyolult, akut légzési nehézséggel küzdő ebolás beteget kezeltek, akinek egy új kísérleti gyógyszert – egy, az emberi szervezetben természetesen előforduló molekulát (az FX06 nevű anyagot) adtak. A beavatkozás bevált és stabilizálták, majd megmentették a beteg életét.
A klinika igazgatója által vezetett COVend projekt a mesterséges intelligencia (AI) és a rendszerbiológia erejét felhasználva igyekszik jobban megérteni, hogyan működik az FX06 az egyes betegeknél. A kutatók célja, hogy meghatározzák a molekula terápiás értékét, mint hatékony, ismert mellékhatások nélküli, a Covid-19 elleni küzdelemben alkalmazott gyógyszert.
Az FX06 egy olyan, az emberi szervezetben természetesen jelen lévő fehérjetöredék, amely az ereket bélelő sejtekhez kötődik, segíti azok védelmét. A gyógyszer potenciálisan csökkentheti az ARDS mechanikai okát – amikor a nagyon kis erekből származó folyadék a környező szövetekbe, köztük az alveolusokba szivárog.
Minden intenzív osztályon ott lenne a helye
A COVend kutatócsoportja sikeresen összeállította az FX06 első klinikai vizsgálatát az enyhe és közepesen súlyos ARDS-eseteknél. Jelenleg mintegy 260 beteget toboroznak Franciaországban, Németországban, Litvániában, Romániában és Spanyolországban. A vizsgálatok eredményei valamikor 2026 elején-közepén várhatók.
A cél annak megállapítása, hogy mely betegek számára lesz a legelőnyösebb az FX06-tal történő kezelés. Ennek érdekében a COVend csapata mesterséges intelligencia segítségével tanulmányozza a hatóanyagnak a betegség előrehaladásában betöltött szerepét.
Mivel az ARDS sokféle kórokozó esetén felléphet, az eredmények számos jövőbeni járványban hasznosak lehetnek. Az intenzív osztályokon pedig az FX06 alkalmazásának nagyon is helye lenne, amikor a kis erek áteresztőképessége potenciálisan életveszélyes helyzetet eredményezve hirtelen megnő.
Jelenleg hatékony gyógyszeres beavatkozás hiányában az ARDS-betegek gyakran oxigént kapnak vagy lélegeztetőgépre kapcsolják őket, hogy segítsék a légzésüket. Súlyos esetekben a vérüket a testükön kívül oxigénnel lehet ellátni egy testen kívüli membránoxigenizációnak (ECMO) nevezett technika segítségével. Ezek a kezelések azonban súlyos mellékhatásokkal járhatnak a betegre nézve. Az ECMO esetében például fennáll a fertőzés vagy a vérrögképződés veszélye, míg a lélegeztetőgép tartós használata károsíthatja a tüdőszövetet.
Membrános gázcsere
Ehhez kapcsolódik, hogy a Bécsi Műszaki Egyetemen egy másik uniós támogatással zajló kutatási projekt keretében olyan alternatív légzéssegítő eszköz kifejlesztésén dolgoznak, amelyet a halak és madarak természetes és rendkívül hatékony légzési mechanizmusai ihlettek.
A BioMembrOS nevű kutatás során osztrák, német, olasz, olasz, portugál és dél-afrikai kutatók egy újszerű membránszerkezet kifejlesztésén dolgoznak, amely a madarak tüdejének emlősöknél hatékonyabb gázcserével rendelkező szerkezeti felépítésén alapul. A munka során a halak kopoltyúlégzésének bizonyos aspektusait is beépítik, nevezetesen a folyadékokkal való felületi érintkezésüket.
Amikor lélegzünk, az oxigén a tüdőből az alveolusokon és az apró erek hálózatán, a kapillárisokon keresztül jut a véráramba. Ezzel egyidejűleg a szén-dioxid a vérből a tüdőbe jut, hogy a levegő kilégzésekor távozhasson a szervezetből. Ezt a folyamatot gázcserének nevezzük – ami az ARDS-ben súlyosan károsodik, amikor az alveolusok elárasztják a tüdőt. A gázcsere lehetővé teszi a szervezet számára az oxigén pótlását és a szén-dioxid eltávolítását, ami mindkettő szükséges a túléléshez.
A kutatók abból indultak ki, hogy teljesen más megközelítésekre van szükség, ha olyan új légzéstámogató eszközöket szeretnének kifejleszteni, amelyeknél nem jelentkeznek azok a problémák, amelyeket a jelenlegi lehetőségeknél látunk. Ezért egy olyan membránnal ellátott eszköz találtak ki, amely egyszerre eltávolítja a páciens véréből a szén-dioxidot, miközben az áthalad rajta, és oxigént is juttat a vérbe. A legfejlettebb gázcserélők szerkezeti és funkcionális jellemzőinek átvételével egy radikálisan továbbfejlesztett technológiát hoznak létre.
A BioMembrOS kutatóinak közvetlen célja, hogy kifejlesszék e membránszerkezet kis méretű, tesztelhető prototípusát, és teszteljék annak hatékonyságát in vitro vérvizsgálatokban. A távolabbi cél, hogy ez az eszköz olyan hatékony és kicsi legyen, hogy beültethető lenne a betegbe. Reményeik szerint az ilyen légzőmembránt tartalmazó eszközök a következő évtizedben valósággá is válhatnak.
