Biotechnolodzy z University of New Mexico opracowali syntetyczne czerwone krwinki, które mają wszystkie cechy naturalnych komórek i kilka dodatkowych. Oprócz dostarczania tlenu, mogą transportować leki czy wykrywać toksyny.
Fot. pixabay.com
Od lat naukowcy próbowali stworzyć sztuczny zamiennik czerwonych krwinek, które w zdrowym organizmie transportują tlen, potrafią zmieniać kształt i przeciskać się przez wąskie kapilary oraz przez długi czas krążyć w naczyniach.
Udawało się co najwyżej odtworzyć jednocześnie tylko niektóre z cech biologicznego pierwowzoru.
Ostatnio autorzy pracy opublikowanej na łamach pisma „ACS Nano” opisali sztuczne krwinki, które nie tylko mają takie cechy, jak ich prawdziwe odpowiedniki, ale nawet "potrafią" więcej.
Czerwone krwinki to komórki w kształcie dysku wypełnione hemoglobiną - zawierającym żelazo białkiem, które wychwytuje tlen. "Napełniają się" więc tlenem w płucach, po czym zanoszą go do wszystkich innych narządów. Są przy tym niezwykle elastyczne - w razie potrzeby zmieniają kształt, aby przecisnąć się przez najwęższe naczynka, a potem wracają do pierwotnej formy. Na swojej powierzchni zawierają białka, dzięki którym mogą przez długi czas krążyć w naczyniach, unikając ataku układu odpornościowego.
Badacze z University of New Mexico stworzyli zamienniki krwinek, które - jak zapowiadają - mogą być jeszcze bardziej uniwersalne. Oprócz transportu tlenu, pozwolą bowiem na przenoszenie leków, wykrywanie toksyn, czy nadawanie tkankom własności magnetycznych.
Aby osiągnąć swój cel, naturalne krwinki pokryli cienką warstwą krzemu. W ten sposób stworzyli silikonową formę, na którą nanieśli naładowane elektrycznie warstwy polimeru, a później - usunęli krzem. Tak powstały elastyczne repliki krwinek, które badacze pokryli typowymi dla tych komórek białkami. Podobnie jak naturalne komórki, sztuczne czerwone ciałka potrafiły się zwężać i przeciskać przez wąskie naczynia krwionośne.
Naukowcy podali je myszom, w których przetrwały one ponad 48 godzin bez wywoływania toksycznych reakcji.
W krwinkach badacze umieszczali też różne substancje - hemoglobinę, lek przeciwnowotworowy i magnetyczne nanocząstki.
Okazało się, że sztuczne krwinki mogą przyciągać bakteryjne toksyny.
Autorzy wynalazku zapowiadają dalsze badania; chcą sprawdzić jego przydatność w terapii raka i wykrywaniu toksycznych substancji.
Więcej informacji na stronach:
https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2020/acs-presspac-june-3-2020/synthetic-red-blood-cells-mimic-natural-ones-and-have-new-abilities.html
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b08714
