Ученые создали искусственные эритроциты, которые могут быть даже лучше, чем настоящие
Благодаря быстрому прогрессу в технологиях, человечество выходит за пределы того, что нам дает природа. Теперь очередь за кровью, и исследователи находят новый способ имитировать ткань, которая несет кислород.
Объединив биологический материал с выращенными в лаборатории полимерами, международная команда биоинженеров разработала эритроцит-терминатор — более чем способный соответствовать таланту того, что уже есть в наших венах.
Этот микроскопический киборг может не только протискиваться через укромные уголки сосудистой системы с помощью своего обычного гемоглобина, он может быть модифицирован для доставки лекарств, убивающих опухоли, переносить биосенсоры и даже усыпан крошечными магнитами для наилучшего дистанционного управления.
Если вы попытаетесь перенастроить какую-либо клетку в организме человека, вы действительно не сможете пройти мимо эритроцитов (RBC). Одна из немногих клеток, у которых отсутствует ядро, красная клетка относительно проста, что делает ее привлекательной целью для инженеров.
Следовательно, в разработке уже есть несколько синтетических эритроцитов. Многие исследования полагаются на отбор ключевых материалов, таких как гемоглобин, от доноров человека или животных и переупаковывают их в доброкачественные частицы, которые вряд ли вызовут иммунный ответ.
Некоторые из исследуемых путей являются немного более авантюрными, вплоть до создания мощных частиц, которые могут переносить токсичные виды высокореактивного кислорода через сосудистую систему для уничтожения раковых тканей.
«Вдохновленные вышеупомянутыми новаторскими исследованиями, в которых были созданы синтетические конструкции, которые достигли одной или нескольких ключевых особенностей нативных эритроцитов, мы стремились создать модульно перестроенную имитацию эритроцитов (RRBC), которая обладала полными комбинированными характеристиками нативных эритроцитов», пишут исследователи.
Это означает, что их бионические мимики должны быть подходящего размера, формы и гибкости, чтобы пройти через самые узкие сосуды тела; оставаться целыми достаточно долго, чтобы быть полезными; и все еще нести подходящее количество кислорода.
Для достижения своей цели они начали с покрытия донорских клеток крови слоем кремнезема, который затем был дополнен полимерами разных зарядов.
В результате получается пустая двояковогнутая оболочка, которая может быть заполнена любым биохимическим механизмом, который пожелает ваше сердце, и в то же время переходить на кислородные эритроциты.
Множество тестов с использованием лабораторного оборудования и животных показали, что бионические клетки крови оправдывают ожидания. Через четыре недели после инъекции мышам не наблюдалось признаков побочных эффектов.
Ясно, что предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы увидим какие-либо методы лечения, основанные на искусственных клетках крови. Нам потребуется не только много испытаний для проверки возможности перевозимого ими груза, но и для демонстрации масштабируемости всего процесса.
Превращение собственных клеток нашего тела в крошечных роботов-убийц для атаки на своенравные ткани и инфекции, является популярной стратегией для биоинженеров. Время покажет, действительно ли это формула победы.
Исследование опубликовано в ACS Nano.
Источники: Фото: От RBC (слева) до кремнеземистой оболочки (в центре), до полимерного покрытия (справа) (Guo et al., ACS Nano, 2020)
