Синтетичните червени кръвни клетки, имитиращи естествените, притежават допълнителни способности

Илюстрация на червени кръвни клетки. Изображение: © phonlamaiphoto / stock.adobe.com

Учените многократно са се опитвали да разработят синтетични червени кръвни клетки (еритроцити), които имитират благоприятните свойства на естествените, като гъвкавост, пренос на кислород и продължително време на циркулация. Но досега повечето изкуствени червени кръвни клетки са притежавали една или няколко, но не и всички ключови характеристики на естествените им версии.
Сега изследователи съобщават в ACS Nano, че са създали синтетични еритроцити, които притежават всички естествени способности на клетките, плюс няколко нови.

Ролята на червените кръвни клетки е да поемат кислород от белите дробове и да го доставят до различните тъкани на тялото. Тези дисковидни клетки съдържат милиони молекули хемоглобин – протеин, съдържащ желязо, който споява кислорода. Еритроцитите са много гъвкави, което им позволява да се промъкват през тесни капиляри и след това да се връщат обратно в предишната си форма. Също така те съдържат протеини на повърхността си, които им позволяват да циркулират през кръвоносните съдове дълго време, без да бъдат погълнати от имунните клетки.
Учените Вей Джу, К. Джефри Бринкър и колегите им се стремят да направят изкуствени еритроцити, които имат подобни свойства на естествените, но същевременно да могат да изпълняват и нови задачи като терапевтичен пренос на лекарства, магнитно насочване и откриване на токсини.

Изследователите изграждат синтетичните клетки, като първо покриват дарените човешки еритроцити с тънък слой силициев диоксид. После наслояват положително и отрицателно заредените полимери върху силициевия диоксид и след това премахват силициевия диоксид, създавайки гъвкави реплики. Накрая екипът покрива повърхността на репликите с естествени еритроцитни мембрани.
Изкуствените клетки са сходни по размер, форма, заряд и повърхностни протеини на естествените клетки и могат да се просмукват през макетните капиляри, без да губят формата си.

При извършените опити с мишки синтетичните червени кръвни клетки продължават да функционират повече от 48 часа, без видима токсичност. Учените натоварват изкуствените клетки или с хемоглобин с противораково лекарство, със сензор за токсини или с магнитни наночастици, за да докажат, че те могат да пренасят товари.
Екипът демонстрира също, че новите еритроцити могат да действат като примамки за бактериални токсини.
Бъдещите проучвания ще изследват потенциала на изкуствените клетки в медицински приложения, като лечение на рак и биосензиране на токсини, споделят още изследователите.


РЕКЛАМА:

***

Авторите са финансирани от Службата за научни изследвания на Военновъздушните сили, Лабораторната програма за научни изследвания и развитие в Националната лаборатория Сандия, Министерството на енергетиката, Националните здравни институти и Националната природонаучна фондация на Китай.

Референция в списанието: Jimin Guo, Jacob Ongudi Agola, Rita Serda, Stefan Franco, Qi Lei, Lu Wang, Joshua Minster, Jonas G. Croissant, Kimberly S. Butler, Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker. “Биомиметично възстановяване на многофункционални червени кръвни клетки: модулен дизайн с помощта на функционални компоненти”. ACS Nano, 2020; DOI: 10.1021 / acsnano.9b08714

Източник: sciencedaily
Превод: Радослав Тодоров


Европейска нощ на учените 2022 г.: