Toksyny wchłaniane dzięki nanogąbce

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, opracowali nanogąbkę, która jest w stanie absorbować szeroką gamę toksyn krążących w krwioobiegu. Zgodnie z oczekiwaniami naukowców technologia ta pozwali na bezpieczne usunięcie z krwiobiegu trucizn bakterii, które rozwinęły odporność na terapie antybiotykowe czy jadów węży .

Nanogąbki zostały wykonane z biokompatybilnego polimeru pokrytego zewnętrzną warstwą błony czerwonych krwinek. Mają one średnicę 85 nanometrów i są tym samym 3000-krotnie mniejsze od pojedynczego erytrocytu, a więc błona pojedynczego erytrocytu wystarczy do powleczenia tysięcy nanogąbek, natomiast pojedynczy wlew nanogąbek do krwioobiegu jest w stanie z łatwością przechwycić większość atakujących organizm toksyn zanim te zaatakują i zniszczą komórki krwi.

To nowa metoda usuwania toksyn z krwioobieguZamiast opracowywać specyficzne terapie dla poszczególnych toksyn, rozwijamy platformę, która potrafi zneutralizować toksynywywołane przez szerokie spektrum drobnoustrojów, w tym takżemetycylinowrażliwe (MRSA) i inne lekooporne bakterie ”, podkreśla profesor Lianfang Zhangz z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

W badaniu opublikowanym w „Nature Nanotechnology” zespół naukowców wykazał, w jaki sposób nanogąbki wyszukują w krwioobiegu toksyny tworzące pory ( nazwane tak ze względu na ich zdolność do „ dziurawienia” błony komórkowej, co w konsekwencji prowadzi do śmierci komórek, przykładem może być tu MRSA) i neutralizują je.

Naukowcy zauważyli, że gdy myszy poddano wcześniejszej inokulacji nanogąbkami, aż 89% zwierząt przeżywało infekcję MRSA. Natomiast gdy nanogąbki stosowano po aplikacji MRSA, odsetek utrzymujących się przy życiu gryzoni sięgał 44%.

W celu uniknięcia zniszczenia przez system odpornościowy, nanogąbki pokrywa się błonami komórkowymi erytrocytów. Już jakiś czas temu Zhang i jego zespół badawczy zademonstrował, że kamuflując w ten sposób nanocząstki, można dostarczać leki bezpośrednio do guzów nowotworowych.

Aby uzyskać błonę komórkową erytrocytów wykorzystywaną do zamaskowania nanogąbek, naukowcy odwirowują próbkę krwi i umieszczają czerwone krwinki w roztworze, który powoduje ich pęcznienie i pękanie, a tym samym prowadzi do uwolnienia hemoglobiny. W konsekwencji po czerwonych krwinkach pozostaje jedynie błona komórkowa. Fragmenty błony komórkowej miesza się z nanocząstkami. Co istotne błona pojedynczego erytrocytu wystarczy do powleczenia tysięcy nanogąbek ( gdyż są one 3000-krotnie mniejsze od erytrocytu).

Naukowcy wydają się być zdeterminowani aby wdrożyć tą terapię do leczenia klinicznego tak szybko jak tylko jest to możliwe.

 

Źródło: http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/nanotechnology/nanosponges-soak-up-antibioticresistant-bacteria-and-toxins