DARPA запускает программу RAPIID стоимостью $73 млн: агентство хочет к 2029 году снабдить военных медиков высушенными компонентами крови, которые можно долго хранить и быстро применять в полевых условиях. Искусственная кровь в этом проекте — не один универсальный пакет, а набор заменителей плазмы, тромбоцитов и эритроцитов. Для IT-аудитории это ещё один пример того, как оборонное финансирование собирает сложную систему из биотеха, производства, логистики и клинических испытаний.
О проекте сообщает MIT Technology Review. Повод у военных предельно прагматичный: около 90% предотвратимых смертей на поле боя связаны с кровотечением, а начать переливание пострадавшему желательно в пределах 36 минут. В Афганистане этот интервал коррелировал с резким падением шансов на выживание после его истечения.
Проблема особенно заметна там, где снабжение зависит от авиации. В феврале 2007 года вертолёт медицинской эвакуации Morphine 1-2, уже доставивший раненых в госпиталь у Балада, отправился за запасами крови через контролируемую повстанцами территорию. Машину сбили ракетой, погибли все семь членов экипажа. По словам руководителя программы RAPIID, офицера ВМС США и менеджера DARPA Роберта Мюррея, такие «кровяные рейсы» имеют приоритет почти на уровне эвакуации раненых.
Обычная донорская кровь плохо подходит для непредсказуемой логистики. Цельная кровь хранится в холодильнике около 35 дней, поэтому банки крови разделяют её на компоненты. Тромбоциты, отвечающие за свёртывание, обычно хранят при комнатной температуре не больше недели. Эритроциты и плазму можно замораживать, но после разморозки их срок годности снова измеряется днями. Если командование не знает, когда произойдёт атака, запасы приходится размораживать заранее и рисковать тем, что они испортятся без применения.
Не одна технология, а три узких места
RAPIID расшифровывается как resuscitation and prevention of ischemia-induced dysfunction — восстановление кровообращения и предотвращение повреждений от нехватки кислорода. Программа будет параллельно искать стабильные аналоги трёх главных компонентов переливания: плазмы, тромбоцитов и эритроцитов. DARPA рассчитывает не только получить сами препараты, но и решить сопутствующие инженерные задачи: подобрать прочные пакеты для хранения в боевой обстановке, организовать испытания с FDA и создать тесты, показывающие, сколько искусственных компонентов уже введено пациенту.
Самый готовый элемент этого набора — плазма. Её умеют выделять и лиофилизировать, то есть сушить заморозкой, ещё с конца 1930-х. Во время Второй мировой войны такая плазма помогала восполнять объём жидкости у раненых. США отказались от неё в 1960-х из-за риска передачи гепатита от доноров, но методы скрининга и обработки с тех пор изменились. За последние два года FDA разрешило экстренное использование военными США двух вариантов лиофилизированной плазмы; один из них доступен и гражданским.
С тромбоцитами ситуация сложнее. Исследователи десятилетиями пытались продлить им жизнь: например, переносили мембраны тромбоцитов на синтетические частицы. Наиболее заметный результат, по данным издания, получила компания Cellphire, которая лиофилизирует настоящие человеческие тромбоциты. Препарат показал безопасность и эффективность в клинических испытаниях на людях, однако зависимость от доноров оставляет вопрос масштабирования открытым. Даже стабильный продукт не решает дефицит, если сырьё для него по-прежнему нужно собирать у людей.
Самая рискованная часть программы — замена эритроцитов, переносящих кислород благодаря гемоглобину. Учёные больше века пытаются доставлять гемоглобин без клеточной оболочки, чтобы уйти от проблем совместимости групп крови. Но оболочка эритроцита оказалась не декоративной деталью эволюции. «Голый» гемоглобин быстро разрушается в кровотоке, может повреждать органы и связывает оксид азота — вещество, помогающее расширять сосуды. В результате сосуды сужаются именно тогда, когда тканям особенно нужен кислород.
Почему прежние попытки проваливались
В 1980-х и 1990-х интерес к бесклеточным переносчикам кислорода подстегнул страх перед передачей ВИЧ при переливаниях. Один из таких препаратов, HemAssist, состоял из связанных между собой субъединиц гемоглобина и мог храниться в холоде примерно год — против примерно 40 дней у эритроцитов. Но проблему с оксидом азота он не решил. В клиническом испытании умерли 24 из 52 получавших HemAssist пациентов, тогда как в контрольной группе — восемь из 46. Разработчик прекратил испытания в 1998 году.
Позднее обзор клинических исследований в JAMA, опубликованный в 2008 году, закрепил репутацию всего класса гемоглобиновых переносчиков кислорода: такие препараты в среднем утраивали риск инфаркта и повышали риск смерти на 30%. Поэтому нынешняя гонка за искусственной кровью — не история про удачно упакованный старый продукт. Командам придётся доказать, что новый способ защиты или доставки гемоглобина устраняет причины прошлых неудач, а не просто продлевает срок хранения.
У проекта есть и гражданское измерение. Исследование 2025 года в журнале Transfusion показало: из 1,2 млн американских пациентов с травмами, которым кровь потенциально требовалась ещё до прибытия в больницу, её получили лишь 1%. Американская коллегия хирургов связывает дефицит крови примерно с 10 тыс. предотвратимых смертей в США ежегодно; в мировом масштабе счёт, вероятно, идёт на миллионы. Если искусственная кровь станет безопасной и пригодной к хранению, выиграют не только военные госпитали, но и скорая помощь, удалённые клиники и службы реагирования на массовые катастрофы.
Для рынка это длинный цикл с высокой ценой ошибки: DARPA сначала финансирует доказательство работоспособности, затем продукты должны пройти регуляторную и производственную проверку, а после этого встроиться в реальную медицинскую логистику. К 2029 году станет ясно, удалось ли агентству превратить набор многообещающих биотехнологий в систему, которая доставляет кислород и останавливает кровотечение быстрее, чем вертолёт может привезти донорскую кровь.