DARPA investe US$ 73 mi em sangue sintético para salvar feridos em combate

A agência de projetos de pesquisa avançada de defesa dos Estados Unidos, a DARPA, colocou em marcha no final de 2026 o programa RAPIID (sigla em inglês para ressuscitação e prevenção de disfunção induzida por isquemia), um investimento de US$ 73 milhões destinado a desenvolver versões sintéticas e desidratadas de sangue humano. O objetivo central é disponibilizar em bolsas de campo, até 2029, os três componentes essenciais de uma transfusão: plasma, plaquetas e glóbulos vermelhos capazes de permanecer estáveis em temperatura ambiente, dispensando a complexa cadeia de refrigeração.

A iniciativa é liderada pelo tenente-comandante e oficial da Marinha norte-americana Robert Murray, que acumula a experiência militar a um doutorado em fisiologia. A urgência do projeto remonta a tragédias logísticas como a ocorrida em fevereiro de 2007 no Iraque com o helicóptero de codinome Morphine 1-2, uma aeronave de rotor duplo de evacuação de baixas. Após deixar três soldados feridos em um hospital de campanha na cidade de Balad, ao norte de Bagdá, a tripulação recebeu uma ordem emergencial para cruzar em pleno dia uma área controlada por insurgentes perto de Karmah, na província de Al-Anbar. O objetivo do voo era uma rota prioritária de transporte de sangue fresco. Atingido por um míssil portátil, o helicóptero pegou fogo e caiu após 58 segundos de tentativa de controle pelo piloto, matando todos os sete tripulantes a bordo.

As perdas logísticas e a escassez crônica do insumo explicam o foco militar no desenvolvimento de substitutos. Dados clínicos demonstram que cerca de 90% das mortes evitáveis em campos de batalha decorrem de hemorragias provocadas pelo rompimento de vasos sanguíneos. No meio civil, a hemorragia desponta como a principal causa de mortalidade materna em todo o mundo. A dimensão do gargalo foi detalhada em um estudo publicado pela revista médica Transfusion em 2025: de 1,2 milhão de pacientes politraumatizados nos Estados Unidos que precisavam potencialmente de transfusão antes de darem entrada em uma unidade hospitalar, apenas 1% recebeu o sangue a tempo.

De acordo com o American College of Surgeons, o desabastecimento de hemoderivados causa aproximadamente 10 mil mortes evitáveis por ano somente nos Estados Unidos, enquanto a mortalidade global atinge a casa dos milhões. A fragilidade intrínseca do sangue humano impõe restrições severas de conservação: o sangue total dura apenas 35 dias quando refrigerado. As plaquetas, que induzem a coagulação, costumam ser guardadas em temperatura ambiente e vencem em uma semana ou menos. Já o plasma rico em proteínas e os glóbulos vermelhos transportadores de oxigênio podem ser congelados por hospitais e pelas Forças Armadas, mas, uma vez descongelados, degradam-se e estragam em poucos dias.

A barreira dos 36 minutos

O tempo de resposta entre o trauma físico e o início da infusão define a sobrevivência do paciente. Uma pesquisa publicada na revista científica JAMA sobre ferimentos de combate ocorridos no Afeganistão estabeleceu uma marca temporal rígida: equipes médicas dispõem de uma janela de 36 minutos para iniciar a transfusão de sangue após o trauma severo. A partir dessa janela crítica, as probabilidades de recuperação despencam de forma acentuada.

“Se algo é sobrevivível — e geralmente classificamos quase toda hemorragia como sobrevivível —, você está quase garantido a sobreviver se receber o sangue antes dessa marca de 36 minutos. Depois disso, a chance de sobrevivência começa a cair vertiginosamente.”

Sob a coordenação de Robert Murray, o programa RAPIID herda resultados de um projeto anterior da DARPA avaliado em US$ 47,5 milhões, intitulado FSHARP (soluções de campo para hemorragia com produtos de ressuscitação bioartificiais), que iniciou seus trabalhos em 2023 com testes preliminares promissores em cobaias animais. A meta de entregar bolsas funcionais em 2029 exige que Murray atue como um articulador entre ensaios clínicos paralelos junto à agência reguladora Food and Drug Administration (FDA) e o desenvolvimento de insumos complementares, desde bolsas resistentes a impactos de combate até testes laboratoriais rápidos de quantificação do sangue artificial no organismo.

A evolução do plasma liofilizado

Entre os três componentes transfusionais buscados pelo projeto RAPIID, o plasma representa a tecnologia mais consolidada. Esse fluido amarelado compõe cerca de 55% do volume do sangue humano total, carregando uma combinação de água, sais minerais e milhares de proteínas vitais para restabelecer o volume intravascular e mitigar sangramentos. Cientistas dominam as etapas de isolamento e desidratação por congelamento (liofilização) do plasma desde o final da década de 1930, tendo empregado essa técnica em larga escala nos campos de combate da Segunda Guerra Mundial.

O uso militar do plasma liofilizado sofreu uma interrupção drástica nos Estados Unidos durante a década de 1960, quando se identificou que o procedimento transmitia hepatite de doadores infectados aos receptores feridos. A partir de 2010, no entanto, com o avanço de métodos de triagem sorológica, filtragem e desidratação segura, as Forças Armadas dos EUA reativaram os investimentos fabris no setor. Como reflexo dessa retomada, a FDA aprovou, entre 2024 e 2026, dois formatos de plasma liofilizado para aplicação emergencial militar, sendo um deles já autorizado para uso em civis traumatizados.

O impasse das plaquetas

Diferente do plasma, as tentativas de sintetizar ou prolongar a longevidade funcional de plaquetas acumulam insucessos técnicos desde a década de 1950. Especialistas em bioengenharia buscaram repetidamente acoplar membranas biológicas de plaquetas a partículas sintéticas inertes, enfrentando limitações físico-químicas de agregação e resposta imune. No âmbito de partículas alternativas, o modelo SynthoPlate, desenvolvido com auxílio de imagens microscópicas fornecidas pela equipe de pesquisa de Sen Gupta, utiliza peptídeos sintéticos de superfície capazes de simular o comportamento de aderência das plaquetas naturais a vasos rompidos e entre si.

Na vertente de derivados humanos, a empresa biotecnológica Cellphire desenvolveu o método mais avançado até o momento, conseguindo liofilizar plaquetas extraídas de doadores voluntários. Embora o composto da Cellphire tenha comprovado eficácia biológica e segurança em ensaios clínicos preliminares em humanos, o produto preserva a vulnerabilidade de depender inteiramente da captação prévia de doadores de sangue, levantando dúvidas operacionais quanto à capacidade industrial de suprir grandes demandas civis ou cenários de múltiplas baixas militares.

A barreira biológica da hemoglobina

O desafio químico mais complexo do projeto reside nos glóbulos vermelhos, cuja função primordial depende da hemoglobina, proteína que transporta o oxigênio e viaja naturalmente confinada por uma membrana celular protetora. A medicina busca há mais de um século formas de administrar a hemoglobina pura sem as incompatibilidades de tipagem sanguínea entre doadores e receptores. Todavia, a remoção da membrana externa expõe o organismo a graves efeitos colaterais: a molécula de hemoglobina livre quebra-se com rapidez na corrente sanguínea, provocando lesões em órgãos vitais.

Além da decomposição acelerada, a hemoglobina desprotegida sequestra o óxido nítrico, substância produzida pelo corpo humano para promover a dilatação e o relaxamento dos vasos sanguíneos. Sem o óxido nítrico disponível, os canais vasculares sofrem contração severa. Esse mecanismo nocivo inviabilizou os transportadores de oxigênio à base de hemoglobina (conhecidos pela sigla HBOCs), classe de compostos sintéticos testada amplamente nas décadas de 1980 e 1990 sob o temor da contaminação do sangue hospitalar pelo vírus HIV.

Um dos produtos farmacêuticos mais conhecidos dessa safra foi o HemAssist, que reunia subunidades ligadas de hemoglobina para mitigar a degradação molecular rápida, suportando cerca de um ano em refrigeração comum — período substancialmente superior aos 40 dias de vida útil dos glóbulos vermelhos padrão. No entanto, o composto não neutralizou a absorção do óxido nítrico, gerando vasoconstrição crítica. Em ensaio clínico com pacientes graves, 24 dos 52 indivíduos tratados com o HemAssist morreram, contra 8 mortes entre os 46 pacientes do grupo de controle, o que forçou o cancelamento definitivo dos testes em 1998. Em 2008, uma revisão sistemática publicada pela JAMA analisou dados acumulados de HBOCs e confirmou que esses compostos triplicavam a incidência de infartos do miocárdio e elevavam o risco global de morte em 30%.

O fracasso do sangue cultivado

Diante dos riscos toxicológicos da hemoglobina livre, pesquisadores tentaram produzir eritrócitos completos em laboratório por meio da tecnologia denominada blood pharming. Esse método utiliza células-tronco pluripontentes induzidas para cultivar glóbulos vermelhos do zero. Em 2008, a própria DARPA fundou um programa para sintetizar sangue laboratorial a partir de células-tronco extraídas de sangue descartado de cordão umbilical humano.

A tentativa de cultivo celular esbarrou em limitações econômicas intransponíveis: o custo de produção de cada bolsa individual de sangue cultivado não pôde ser reduzido abaixo da faixa de dezenas de milhares de dólares, aliado a um rendimento quantitativo insuficiente. A DARPA cancelou seu financiamento direto e transferiu a propriedade da pesquisa para a Uniformed Services University. Mesmo que os custos diminuíssem, a solução biológica não resolveria o problema do transporte em mochilas militares, como destacou Robert Murray:

“Estas ainda são células — elas continuam exigindo uma geladeira, continuam exigindo manuseio especial.”

A tecnologia molecular do ErythroMer

A superação dos impasses do HemAssist e do cultivo celular surgiu com o ErythroMer, fármaco desenvolvido pela empresa de biotecnologia KaloCyte, liderada pela executiva Elaine Haynes. O processo foi concebido inicialmente por médicos ligados à Universidade de Maryland, à Penn State e à Universidade de Pittsburgh, consistindo no reaproveitamento e purificação da hemoglobina contida em bolsas de sangue doado descartadas por prazo de validade expirado. Técnicos da KaloCyte utilizam maquinário de filtração por fluxo tangencial para concentrar e purificar a hemoglobina bruta antes de seu encapsulamento.

Diferente dos HBOCs antigos, a equipe envolve as moléculas de hemoglobina em uma nanopartícula lipídica que atua como uma membrana celular sintética. Essa cobertura artificial isola a proteína, impedindo que ela entre em contato direto com os tecidos vasculares para sequestrar o óxido nítrico, controlando a vasoconstrição letal. A estabilização mecânica permite que o composto execute a troca gasosa fisiológica nos pulmões e nos tecidos sem sofrer lise precoce.

O controle biofísico de liberação de oxigênio do ErythroMer depende de um lipídio específico chamado KC-1003, integrado à matriz da cápsula lipídica para atuar como um sensor químico de pH. Quando a nanopartícula alcança os alvéolos pulmonares, onde o ambiente apresenta pH elevado, o KC-1003 sinaliza o deslocamento de uma pequena molécula interna, abrindo espaço para a retenção do oxigênio inalado. Ao viajar até os tecidos periféricos isquêmicos e fadigados, onde a acidez reduz o pH fisiológico, o lipídio atrai essa molécula de volta, forçando a expulsão e entrega do oxigênio às células corporais.

Após o processamento fabril e concentração da hemoglobina nanoencapsulada, o composto da KaloCyte passa pela liofilização, mesmo método físico aplicado ao plasma sanguíneo. O pó resultante mantém estabilidade química por até dois anos em temperatura ambiente. Em testes laboratoriais conduzidos em 2016 com camundongos e ratos submetidos à remoção cirúrgica de até 70% de seu sangue, a infusão reconstituída de ErythroMer normalizou a pressão arterial e restabeleceu a oxigenação tissular sem deflagrar a constrição vascular que havia inviabilizado os ensaios do HemAssist.

Vulnerabilidade logística e geoestratégica

A necessidade de transformar hemoderivados em pós transportáveis ganhou peso operacional a partir da experiência de Robert Murray em Okinawa, ilha situada a 400 milhas a sudoeste do território principal do Japão. Murray supervisionou as vulnerabilidades do banco de sangue local, infraestrutura responsável por estocar o suprimento utilizado por cerca de 27 mil fuzileiros navais, além de atender contingentes militares dispersos em uma área de 100 milhões de milhas quadradas no Pacífico sob o comando do USPACOM (Comando do Pacífico dos Estados Unidos), cuja jurisdição estende-se da Índia ocidental ao Havaí e do Ártico à Antártida.

As instalações físicas de armazenamento em Okinawa expunham um risco tático imediato observado pessoalmente pelo militar antes de concluir seu doutorado em fisiologia em 2018. O centro de distribuição de sangue fora construído exatamente ao lado do hospital militar da base, distante apenas 200 metros de todas as antenas de comunicação via satélite instaladas na ilha. O impacto de um único míssil de precisão contra o complexo de comunicações desativaria instantaneamente o tratamento médico e todo o estoque sanguíneo destinado ao teatro de operações da Ásia-Pacífico.

A fragilidade logística ganhou destaque formal com a divulgação da Estratégia de Defesa Nacional de 2018 dos Estados Unidos, documento que reorientou as prioridades das Forças Armadas do combate ao terrorismo no Oriente Médio para o risco de conflitos territoriais de alta intensidade contra China ou Rússia. Planejadores bélicos concluíram que a dependência de voos de longa distância ou de um ponto único de coleta em Okinawa inviabilizaria missões de socorro no Oceano Pacífico. Em resposta, a DARPA reiniciou as pesquisas de hemoderivados e formalizou o FSHARP em 2023, recrutando Robert Murray como vice-gerente de programas em 2024 e alçando-o a gerente titular do RAPIID em 2026, após a publicação das diretrizes do projeto em maio daquele ano.

Os desafios de validação e integração

Apesar do progresso laboratorial alcançado pela KaloCyte com o ErythroMer e pela Cellphire com a secagem de plaquetas, coordenar a produção combinada dos três componentes em larga escala impõe desafios regulatórios complexos. A avaliação é sustentada pelo médico cirurgião John Holcomb, professor de cirurgia da Universidade do Alabama em Birmingham e veterano das equipes médicas de combate em Mogadíscio, na Somália, durante a batalha que deu origem ao relato histórico de Black Hawk Down.

“Cada um desses projetos individualmente é um empreendimento massivo. Acho que eles provavelmente serão bem-sucedidos individualmente. Como usaremos esses produtos individuais, ou como combinaremos esses produtos juntos, acho que ainda está por ser visto.”

A reconstituição das substâncias no local do atendimento demanda diluição estéril precisa e recipientes adaptados ao ambiente de combate. O programa RAPIID financia a produção de bolsas de armazenamento resistentes a perfurações e o desenvolvimento de ensaios de diagnóstico em campo. Esses instrumentos são indispensáveis para que os socorristas avaliem a fração percentual de substituto bioartificial presente na circulação do ferido antes de tomarem decisões sobre novas transfusões de sangue natural nos hospitais cirúrgicos de retaguarda.

Impactos para a medicina de emergência

Embora impulsionada pela logística bélica do USPACOM e financiada pelo orçamento militar da DARPA, a estabilização de componentes sanguíneos desidratados apresenta implicações diretas para a gestão de serviços de trauma civil. Em territórios com grandes barreiras geográficas e infraestrutura rodoviária assimétrica — realidade comum no atendimento pré-hospitalar de urgência e no socorro aéreo em regiões distantes de capitais —, a dependência de hemoderivados congelados limita a atuação de equipes de resgate.

A disponibilidade de glóbulos vermelhos como o ErythroMer, capazes de resistir por dois anos em prateleiras sem refrigeração e de transferir oxigênio sem restrições de tipagem sanguínea, pode redefinir o protocolo padrão de atendimento a choques hipovolêmicos. Caso o cronograma do RAPIID alcance as metas de testes humanos exigidas pela FDA até 2029, as tecnologias desenvolvidas para contornar ataques com mísseis em Okinawa e quedas de helicópteros em Karmah poderão finalmente preencher o vácuo responsável pelas 10 mil mortes anuais nos prontos-socorros urbanos e pela morte de milhões de pessoas sem acesso a sangue estável pelo mundo.