Porównanie reologiczne i biochemiczne krwinek czerwonych z krwi pępowinowej i krwi dorosłych do zastosowań transfuzjologicznych

Dlaczego mali pacjenci mogą potrzebować innego rodzaju krwi

Noworodki przedwcześnie urodzone, zwłaszcza te ekstremalnie wcześniaki, często zależą od transfuzji krwi, aby przeżyć pierwsze tygodnie życia. Obecnie te transfuzje niemal zawsze wykorzystują krew dorosłych. Jednak niemowlęta to nie tylko mali dorośli: ich organizmy, a nawet krwinki czerwone, działają inaczej. W badaniu postawiono proste, lecz istotne pytanie: czy krew pobrana z pępowiny przy porodzie może być bezpieczniejszym i bardziej naturalnym dopasowaniem dla wrażliwych noworodków niż standardowa krew dorosłych, przynajmniej w pierwszych dniach życia?

Dwa źródła krwi, jedna delikatna równowaga

Krew pępowinowa od dawna ceniona jest jako źródło komórek macierzystych do przeszczepień, jednak większość zebranych jednostek nigdy nie jest do tego wykorzystana. Równocześnie bardzo przedwcześnie urodzone niemowlęta otrzymują wielokrotne transfuzje krwi dorosłych, co może zwiększać ryzyko poważnych powikłań, takich jak uszkodzenie oczu, choroba płuc czy uszkodzenie jelit. Kluczowa różnica dotyczy rodzaju hemoglobiny w krwinkach czerwonych: krew pępowinowa jest bogata w hemoglobinę płodową, która silniej wiąże tlen i jest naturalnie dostrojona do potrzeb niemowląt. To skłoniło badaczy do zastanowienia się, czy krwinki z krwi pępowinowej mogą lepiej wspierać dostarczanie tlenu noworodkom przy mniejszym obciążeniu ich niedojrzałych narządów.

Testowanie krwinek z krwi pępowinowej

Zespół badawczy zgromadził jednostki krwi pępowinowej nieodpowiednie do bankowania komórek macierzystych, które jednak spełniały surowe kryteria bezpieczeństwa. Przetworzyli te jednostki na koncentraty krwinek czerwonych metodami podobnymi do stosowanych wobec dawców dorosłych, a następnie przechowywali je w temperaturze lodówkowej do dziesięciu dni, czasem poddając je promieniowaniu gamma, jak robi się to przed transfuzją. Równolegle przygotowali i przechowywali jednostki krwinek dorosłych w tych samych warunkach. Porównali następnie podstawowe parametry krwi, wielkość i kształt komórek pod mikroskopem, podatność komórek na odkształcenie umożliwiające przeciskanie się przez drobne naczynia, zawartość energii w postaci ATP oraz szereg markerów chemicznych takich jak potas, sód, glukoza, mleczan, kwasowość (pH) i poziom tlenu.

Jak krwinki pępowinowe zachowywały się podczas przechowywania

Krwinki z krwi pępowinowej i dorosłych były w dużej mierze podobne pod względem podstawowych właściwości: liczba krwinek czerwonych, zawartość hemoglobiny i ogólne stężenie pozostawały stabilne przez dziesięć dni przechowywania, zarówno z promieniowaniem, jak i bez niego. Komórki z krwi pępowinowej były konsekwentnie większe od komórek dorosłych i nieco mniej podatne na odkształcenia, co odzwierciedla naturalne różnice między krwinkami płodowymi a dorosłymi, a nie uszkodzenia. Pod mikroskopem obie grupy wykazywały typowe dla przechowywania zmiany kształtu w czasie, ale komórki pępowinowe wykazywały mniejsze bezpośrednie pękanie (hemolizę), pozostając w granicach regulacyjnych limitów bezpieczeństwa. Ich zapasy energetyczne mierzone jako ATP zaczynały z niższego poziomu niż u krwinek dorosłych i spadały w obu grupach podczas przechowywania, chociaż spadek był umiarkowany i nie pogarszał się wskutek napromieniania.

Ukryte przesunięcia chemiczne wewnątrz worka

Środowisko chemiczne wokół komórek zmieniało się w znany sposób w miarę postępu przechowywania. W jednostkach zarówno pępowinowych, jak i dorosłych potas i mleczan gromadziły się na zewnątrz komórek, podczas gdy sód i glukoza spadały, a płyn stawał się bardziej kwaśny — to odcisk palca trwającego metabolizmu komórek w zamkniętym pojemniku. Niektóre pomiary w jednostkach pępowinowych po dziesięciu dniach były trudniejsze do precyzyjnego określenia z powodu łagodnej hemolizy, ale wartości pozostały w akceptowanych granicach bezpieczeństwa. Co istotne, jednostki krwi pępowinowej wykazywały wyższe poziomy tlenu niż jednostki dorosłe, zgodnie z silnym zdolnością wiązania tlenu przez hemoglobinę płodową. Ważne jest też to, że napromienianie, standardowy krok bezpieczeństwa zapobiegający pewnym powikłaniom immunologicznym, miało niewielki wpływ na mechaniczne czy metaboliczne zdrowie przechowywanych komórek pępowinowych.

Co to może oznaczać dla wcześniaków

Podsumowując, wyniki sugerują, że krwinki pochodzące z krwi pępowinowej mogą być zbierane, przetwarzane, napromieniane i przechowywane przez około dziesięć dni przy zachowaniu w dużej mierze struktury, elastyczności i parametrów chemicznych na poziomach porównywalnych z krwinkami dorosłych. Ich nieliczne różnice — nieco większy rozmiar, nieco zmniejszona podatność na odkształcenie oraz niższe, ale akceptowalne zapasy energii — wydają się odzwierciedlać ich naturalną tożsamość płodową raczej niż uszkodzenie. Dla klinicystów wspiera to koncepcję, że krwinki z krwi pępowinowej mogłyby stać się realistyczną, fizjologicznie lepiej dopasowaną opcją transfuzji dla wcześniaków, szczególnie tych najbardziej wrażliwych. Jednak badanie przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych na relatywnie niewielkiej liczbie jednostek, więc nadal potrzebne są badania kliniczne na prawdziwych pacjentach, by potwierdzić długoterminowe bezpieczeństwo, korzyści oraz najlepsze sposoby przechowywania i stosowania tych specjalnych produktów krwiopochodnych.

Cytowanie: Mykhailova, L., Vercellati, C., Montemurro, T. et al. Rheological and biochemical comparison of cord and adult blood red cells for transfusion applications. Sci Rep 16, 13320 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42457-4

Słowa kluczowe: transfuzja krwi pępowinowej, noworodki przedwcześnie urodzone, przechowywanie krwinek czerwonych, hemoglobina płodowa, intensywna opieka noworodkowa