Синтетические эритроциты имитируют натуральные и имеют новые способности

Синтетические эритроциты имитируют натуральные и имеют новые способности

Ученые пытались разработать синтетические эритроциты, которые имитируют благоприятные свойства природных, такие как гибкость, транспорт кислорода и длительное время циркуляции. Но до сих пор большинство искусственных эритроцитов имели один или несколько, но не все, ключевые признаки естественных версий. Теперь исследователи из ACS Nano создали синтетические эритроциты, обладающие всеми природными способностями, а также несколько новых.

Красные кровяные клетки (эритроциты) поглощают кислород из легких и доставляют его в ткани организма. Эти клетки в форме диска содержат миллионы молекул гемоглобина – железосодержащего белка, связывающего кислород. Эритроциты очень гибкие, что позволяет им протискиваться через крошечные капилляры и затем возвращаться к своей прежней форме. Клетки также содержат белки на своей поверхности, которые позволяют им циркулировать через кровеносные сосуды в течение длительного времени, не будучи поглощенными иммунными клетками. Вей Чжу, Ч. Джеффри Бринкер и его коллеги хотели создать искусственные эритроциты, которые имели бы свойства, аналогичные естественным, но могли бы также выполнять новые задачи, такие как терапевтическая доставка лекарств, магнитное нацеливание и обнаружение токсинов.

Исследователи сделали синтетические клетки, сначала покрыв донорские эритроциты человека тонким слоем кремнезема. Они наносили положительно и отрицательно заряженные полимеры на кремнезем-эритроциты, а затем вытравливали кремнезем, создавая гибкие копии. Наконец, команда покрыла поверхность реплик естественными мембранами эритроцитов. Искусственные клетки были похожи по размеру, форме, заряду и поверхностным белкам на естественные клетки, и они могли протискиваться через модельные капилляры, не теряя своей формы. У мышей синтетические эритроциты продолжались более 48 часов без заметной токсичности. Исследователи загрузили искусственные клетки гемоглобином, противораковым препаратом, токсиновым датчиком или магнитными наночастицами, чтобы продемонстрировать, что они могут нести грузы. Команда также показала, что новые эритроциты могут действовать как приманка для бактериального токсина.

Авторы отмечают финансирование со стороны Управления научных исследований Военно-воздушных сил, Программы исследований и разработок, проводимой лабораториями при Национальных лабораториях Сандиа, Управления науки Министерства энергетики, Национального института здравоохранения и Национального фонда естественных наук Китая.


Источник истории:

Материалы предоставлены Американским химическим обществом . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Цзиминь Гуо, Якоб Онгуди Агола, Рита Серда, Стефан Франко, Ци Лей, Лу Ван, Джошуа Минстер, Джонас Дж. Круассан, Кимберли С. Батлер, Вей Чжу, К. Джеффри Бринкер. Биомиметическая реконструкция многофункциональных красных кровяных клеток: модульная конструкция с использованием функциональных компонентов . ACS Nano , 2020; DOI: 10.1021 / acsnano.9b08714