La trasfusione del sangue intero
è la normale terapia in condizioni di emergenza, interventi chirurgici e
patologie, che implicano perdita di sangue o insufficiente apporto di ossigeno
ad organi e tessuti. L’uso del sangue intero comporta problemi pratici e
sanitari, quali la necessità di tipizzazione, disponibilità di donatori sani, refrigerazione
per la conservazione, e possibile presenza di agenti infettivi, quali i virus
dell’epatite e HIV. Recentemente, sono apparsi lavori scientifici che segnalano
potenziali rischi associati alle trasfusioni dovuti all’invecchiamento dei
globuli rossi e alle associate modificazioni biochimiche e reologiche. Il
fabbisogno di sangue in Europa è in forte crescita, mentre l’approvvigionamento
attraverso le donazioni aumenta molto lentamente. Solamente 26 dei 52 paesi europei
appartenenti all’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) hanno programmi per
la donazione volontaria di sangue. Progressi sono stati fatti, ma in più di
venti nazioni europee la principale fonte di sangue sono i parenti e gli amici
e non esistono organismi deputati alla raccolta del sangue. Questo squilibrio tra
domanda e offerta di sangue diventa drammatico a livello del Terzo Mondo dove
donatori sani, non affetti da malattie infettive, quali l’AIDS, sono rari, e le
procedure di donazione e di controllo del sangue sono limitate.  Questa costante precarietà, lo sviluppo di
malattie virali negli anni 80 e la necessità di fornire sangue in varie situazioni,
quali l’emergenza – incidenti e campi di battaglia-, rifiuto delle trasfusioni
per motivi religiosi, immuno-reattività per ogni tipo di gruppo sanguigno, hanno
spinto i ricercatori a individuare prodotti idonei a sostituire il sangue.  Per capire le strategie perseguite, bisogna
ricordare quali sono le principali esigenze biologiche soddisfatte dal sangue:
il trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti e di anidride carbonica dai
tessuti ai polmoni, e il mantenimento della pressione sanguigna.  Risposte alla seconda esigenza sono state
sviluppate mediante l’utilizzo di soluzioni fisiologiche contenenti sali,
proteine e carboidrati. Notevolmente più difficile si è dimostrata la ricerca
per dare una risposta alla prima esigenza. 
Infatti, il sangue svolge questa funzione mediante l’emoglobina contenuta
nei globuli rossi.  L’emoglobina è una
proteina che risponde alle richieste di ossigeno dell’organismo utilizzando
delicati meccanismi di regolazione.  Da
oltre 30 anni  si stanno svolgendo
ricerche che mirano a sviluppare molecole che siano in grado di svolgere le
stesse funzioni dell’emoglobina. Due sono le strade percorse: la prima è quella
di utilizzare fluidi contenenti composti che possano sciogliere ossigeno nel
plasma, e la seconda, molto più promettente, quella di costruire un
trasportatore di ossigeno simile all’emoglobina, in grado di operare
direttamente nel plasma, al di fuori dei globuli rossi o contenuto in globuli
rossi artificiali. Questi trasportatori sono costituiti da emoglobine
opportunamente modificate, ottenute con metodi chimici, biochimici e
biotecnologici. Quindi, la ricerca di un sostituto del sangue umano a base
emoglobinica si pone come obiettivo la preparazione di un prodotto, esente da
agenti infettivi e tossici, che abbia una stabilità alla conservazione migliore
del sangue, una emivita abbastanza lunga da renderlo utile per trasfusioni in
condizioni d’emergenza, la capacità di trasportare l’ossigeno ai tessuti e di
espandere il volume del sangue. Il ruolo, l’efficacia e la tossicità dei
sostituti del sangue sono stati definiti e sono stati individuate molecole proteiche
promettenti. Alcuni di questi sostituti del sangue sono già utilizzati in Sud
Africa e sono in fase di sperimentazione clinica in Europa, negli Stati Uniti,
in Giappone e in Cina. Tuutavia, un recente convegno organizzato dalla FDA e una
meta-analisi degli studi clinici condotti utilizzando i sostituti del sangue
attualmente in fase di sviluppo, hanno evidenziato elevati rischi per la salute
nell’uso dei sostituti del sangue. Per superare queste difficoltà e per
comprendere le cause degli effetti avversi, il mio gruppo di ricerca, in
collaborazione con università americane e italiane, sta svolgendo ricerche per
lo sviluppo di sostituti del sangue umano a base emoglobinica di nuova
generazione: i. Emoglobine umane modificate chimicamente e selettivamente con
glicole polietilenico; ii. Polimeri di emoglobine ibride costituite da catene
alfa umana e beta bovina, e di polimeri di mioglobina, prodotte mediante
ingegneria proteica, e coniugate con glicole polietilenico. Alcune di queste
ricerche sono state condotte nell’ambito di un progetto della Unione Europea,
comprendente 12 gruppi di ricerca, tra cui uno che fa capo all’Università di Parma.
Un convegno internazionale è stato tenuto nel settembre 2006 presso
l’Università di Parma e il XII convegno Internazionale sui sostituti del sangue
è programmato per agosto 2009
a Parma.  Al
convegno parteciperanno scienziati provenienti da tutto il mondo,
rappresentanti dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, dell’Istituto
Superiore di Sanità, dell’AVIS nazionale a testimonianza dell’attenzione del
mondo del volontariato a queste tematiche. 
Infatti, l’obiettivo per tutti è salvare vite umane che viene perseguito
sia attraverso la donazione di sangue che l’impegno scientifico.

Prof. Andrea Mozzarelli  (Docente di Biochimica Facoltà di Farmacia – Università di Parma)

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