Συνθετικά ερυθρά αιμοσφαίρια με επιπλέον ιδιότητες

Επιστήμονες προσπαθούν εδώ και καιρό να αναπτύξουν συνθετικά ερυθρά αιμοσφαίρια που μιμούνται τις θετικές ιδιότητες των φυσικών- όπως η ευελιξία, η μεταφορά οξυγόνου κ.α. Ωστόσο μέχρι τώρα τα τεχνητά ερυθρά αιμοσφαίρια δεν κατάφερναν να συνδυάσουν όλα τα επιθυμητά χαρακτηριστικά.

Σε αυτό το πλαίσιο, ερευνητές ανέφεραν στο ACS Nano πως ήταν σε θέση να παράξουν συνθετικά ερυθρά αιμοσφαίρια που έχουν όλες τις φυσικές ιδιότητες των κανονικών, συν κάποιες επιπλέον.

Τα ερυθρά αιμοσφαίρια (RBC) παίρνουν οξυγόνο από τους πνεύμονες και το μεταφέρουν στους ιστούς του σώματος. Αυτά τα δισκοειδή κύτταρα περιέχουν εκατομμύρια μόρια αιμογλοβίνης, μιας πρωτεΐνης με σίδηρο που δεσμεύει το οξυγόνο.

Τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι πολύ ευέλικτα και εύκαμπτα, οπότε μπορούν να περνούν μέσα από στενές διόδους και να επιστρέφουν στο αρχικό τους μέγεθος.

Τα κύτταρα επίσης περιέχουν πρωτεΐνες στην επιφάνεια που επιτρέπουν την κυκλοφορία τους στα αιμοφόρα αγγεία για μεγάλες περιόδους χωρίς να καταβροχθίζονται από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού.

Οι Γουέι Τζου, Σ. Τζέφρι Μπρίνκερ και άλλοι ερευνητές ήθελαν να φτιάξουν τεχνητά ερυθρά αιμοσφαίρια με παρόμοιες ιδιότητες, τα οποία όμως θα είχαν και άλλες, όπως τη χορήγηση φαρμάκων, τη μαγνητική στόχευση και τον εντοπισμό τοξινών.

Σε αυτό το πλαίσιο πρώτα επικάλυψαν ανθρώπινα ερυθρά αιμοσφαίρια με ένα λεπτό στρώμα πυριτίου. Μετά έβαλαν στρώματα θετικά και αρνητικά φορτισμένων πολυμερών πάνω από τα αιμοσφαίρια με το πυρίτιο και στη συνέχεια απομάκρυναν το πυρίτιο, παράγοντας εύκαμπτες ρεπλίκες.

Εν τέλει η ομάδα κάλυψε τις επιφάνειές τους με φυσικές μεμβράνες ερυθρών αιμοσφαιρίων. Τα τεχνητά κύτταρα ήταν αντίστοιχου μεγέθους, σχήματος, φορτίου και πρωτεϊνών με τα φυσικά, και μπορούσαν να περνάνε μέσα από τριχοειδή χωρίς να χάνουν το σχήμα τους.

Σε πειράματα που έγιναν σε ποντίκια άντεξαν πάνω από 48 ώρες χωρίς να παρατηρηθεί τοξικότητα. Επίσης, τους έδωσαν φορτία (αιμογλοβίνη, ένα αντικαρκινικό φάρμακο, μαγνητικά νανοσωματίδια κ.α) για να αποδείξουν πως μπορούσαν να τα μεταφέρουν, και έδειξαν πως μπορούν να λειτουργούν ως «δολώματα» για μια βακτηριακή τοξίνη.

Μελλοντικές έρευνες θα διερευνήσουν τις δυνατότητές τους για ιατρικές εφαρμογές.