Il sangue donato ha una data di scadenza, lo sapete. In Italia come negli Stati Uniti, 42 giorni dal prelievo. Dopo, va buttato. Un vero peccato, no? E non è il solo problema: un altro è che non tutto il sangue invecchia alla stessa velocità. Quello di alcuni donatori si deteriora in tre settimane, quello di altri regge fino all’ultimo giorno: dipende da metabolismo, età, stile di vita. In alcuni Paesi/servizi trasfusionali la durata massima ammessa è stata ridotta a 35 giorni per prudenza, proprio per i dubbi sugli effetti del sangue molto “vecchio”. In molte altre realtà usano tutto entro 42 giorni e sperano vada bene.
Ora un team dell’Università del Colorado ha costruito un chip che risolve il problema. Come? Fa vibrare una goccia di sangue donato fino a rompere le cellule. Più fragili sono, meno valgono. Il test dura 2 minuti. Si fa con uno smartphone. Funziona, e potrebbe cambiare il modo in cui gestiamo le trasfusioni.
Il problema che nessuno vede
Ogni anno, 6,8 milioni di persone donano sangue negli Stati Uniti. In Italia, circa 1,7 milioni. Una volta prelevato, il sangue viene separato: globuli rossi da una parte, plasma e globuli bianchi dall’altra. I globuli rossi finiscono in frigorifero a 4 gradi. Lì restano fino a sei settimane.
Durante la conservazione, le cellule invecchiano. Le membrane si indeboliscono, la forma cambia, si accumulano sostanze tossiche. È normale. Il punto, ve l’ho detto, è che non tutti i donatori producono sangue che invecchia allo stesso modo. Quello di una donna giovane e sportiva dura più a lungo. Quello di un uomo anziano con problemi metabolici si deteriora prima. Stesse condizioni di stoccaggio, risultati opposti.
Cosa succede al sangue donato in frigorifero:
Le membrane cellulari si irrigidiscono. I globuli rossi perdono la capacità di deformarsi per attraversare i capillari. Si formano metaboliti tossici. Dopo 42 giorni, la legge impone di eliminare le sacche. Ma alcuni campioni sono già inutilizzabili dopo 20 giorni. Altri reggono fino alla fine.
“Nonostante il ruolo centrale delle trasfusioni nella medicina moderna, il controllo qualità del sangue donato dopo l’approvazione è incredibilmente limitato”, spiega Angelo D’Alessandro, esperto di globuli rossi alla CU Anschutz.
Vibrazioni che rompono le cellule
Il chip sviluppato da Xiaoyun Ding e dal suo team si chiama SAW-HA (surface acoustic wave hemolysis assay). Funziona così: depositi una goccia di sangue donato su un wafer di niobato di litio ricoperto di elettrodi metallici e attivi una corrente elettrica. Il materiale inizia a vibrare producendo onde acustiche superficiali, simili a quelle dei terremoti ma su scala microscopica.
Le vibrazioni fanno oscillare i globuli rossi. Le cellule si scaldano. A un certo punto, esplodono. Il chip misura quando esplodono. Se cedono subito, a bassa temperatura, il sangue è vecchio. Se resistono, è ancora valido. Un po’ come scuotere un barattolo di insalata per vedere se gli ingredienti si mescolano o si sfaldano.
Il test dura 2 minuti. L’intero dispositivo è grande come una moneta da dieci centesimi. “La nostra visione è avere un chip che si collega allo smartphone”, dice Ding. “Usi la fotocamera del telefono e un’app per leggere i risultati”. Sarebbe fantastico.
Perché il calore non basta
I ricercatori hanno provato a riscaldare il sangue donato senza vibrazioni. Non ha funzionato. Servono le onde acustiche, solo così emergono le differenze tra donatori. Il team ha testato campioni di sangue da donatori multipli, monitorandoli settimanalmente per 42 giorni. Risultato: alcuni campioni hanno ceduto a temperature molto più basse, molto prima della scadenza ufficiale.
Questi campioni contenevano anche livelli alterati di certi metaboliti, già noti per essere marcatori di invecchiamento cellulare. Il chip ha confermato quello che le analisi biochimiche impiegano ore a dimostrare.
In 2 minuti.
Una nuova possibilità: trasfusioni su misura
L’applicazione è diretta. Gli ospedali potrebbero testare ogni sacca di sangue donato prima di usarla. Quelle con qualità inferiore andrebbero a pazienti stabili. Quelle migliori a bambini, pazienti con anemia falciforme, persone immunodepresse. Chi riceve trasfusioni regolari trarrebbe il massimo beneficio.
Il dispositivo non è ancora approvato per uso clinico, serve una validazione su larga scala. Ma la strada è tracciata. Lo stesso approccio potrebbe funzionare per diagnosticare malattie del sangue come l’anemia falciforme. “Possiamo potenzialmente misurare qualsiasi cosa che influenzi i globuli rossi o i livelli proteici nel sangue”, conclude Ding.
Nel frattempo, il sangue donato continua a invecchiare nei frigoriferi. Alcuni campioni reggono, altri no.
Adesso, almeno, c’è un modo per saperlo.
Approfondisci
La ricerca di cui parlo in questo articolo è stata pubblicata sulla rivista scientifica Lab on a chip. Ti interessa il tema del sangue e delle nuove tecnologie mediche? Leggi anche come i globuli rossi sintetici potrebbero superare quelli naturali per capire dove sta andando la ricerca sulle alternative alle donazioni.
