Созданы синтетические эритроциты, имитирующие природные свойства и некоторые дополнительные функции

Искусственные эритроциты, разработанные до настоящего времени, всегда имели серьезные недостатки, поскольку они могли лишь частично имитировать характеристики природных клеток, необходимые для здоровой функции.

В новом исследовании ученые из Университета Нью-Мексико создали синтетические эритроциты, которые имитируют все важные свойства природных, такие как гибкость, транспорт кислорода и длительное время циркуляции. Эти синтетические эритроциты не только наравне с натуральными, но они также имеют дополнительные функции, которые позволяют использовать их в новых методах лечения рака.

Эритроциты придают крови характерный цвет и переносят кислород из легких в ткани. Они также транспортируют углекислый газ, как отходы от тканей. Около 45% нашей крови составляют эритроциты, остальное состоит из плазмы, тромбоцитов и лейкоцитов.

Эти клетки в форме гантелей очень сложны и состоят из миллионов молекул гемоглобина, богатого железом белка, связывающего кислород. Но не гемоглобины были главной проблемой в разработке синтетических эритроцитов.

Гибкость является ключевым фактором для эритроцитов, ибо они должны проходить через крошечные капилляры и затем возвращаться к своей первоначальной форме. Биосовместимость также важна, что обеспечивается другими белками на поверхности эритроцитов, поэтому они не разрушаются иммунными клетками.

В своем новом исследовании ученые из Университета Нью-Мексико сначала покрыли донорские эритроциты человека тонким слоем кремнезема. Поверх этих модифицированных эритроцитов исследовательская группа также выложила положительно и отрицательно заряженные полимеры, прежде чем вытравить кремнезем, чтобы получить гибкие копии. Затем, исследователи нанесли еще одно покрытие на поверхность искусственных клеток с естественной мембраной. 

Синтетические эритроциты имели тот же размер, форму, заряд и поверхностные белки, что и натуральные клетки. Они также достаточно гибки, чтобы протискиваться через модельные капилляры, не теряя своей формы.

Во время экспериментов на мышах, которым вводили искусственные клетки, синтетические эритроциты сохранялись в течение более 48 часов без каких-либо явных признаков токсичности. Натуральные эритроциты имеют продолжительность жизни около 120 дней.

Чтобы продемонстрировать способность нести груз, исследователи показали, что они могут загружать искусственные клетки гемоглобином, противораковым препаратом, токсиновым сенсором или магнитными наночастицами. Это делает их идеальными для различных медицинских применений, таких как лечение рака и биозондирование токсинов, заключили ученые в своем исследовании, опубликованном в мае в журнале ACS Nano.

Вас также может заинтересовать:

• Искусственные нейроны
• Электронный нос Intel узнает запахи всего за один раз
• Использование искусственных нейромедиаторов для нейроморфных вычислений