Ученые в США развили крошечные губки, сделанные из наночастиц, замаскированных как эритроциты, которые могут впитать широкий диапазонопасные токсины в крови, такой как от бактерий как MRSA и E. coli, и даже змея и пчелиный яд. Они предлагают ихтехнология, которая до сих пор, как показывалось, работала у мышей, предлагает новый способ удалить токсины, вызванные широким спектром инфекционных агентов.Команда, от Отделения NanoEngineering и Онкологического центра Moores в Калифорнийском университете (UC), Сан-Диего, сообщает о своих результатах исследованияв онлайновой проблеме 14 апреля журнала Nature Nanotechnology.Наноинженерия интересуется управлением частями материала, которые являются настолько маленькими, они измеряются в миллимикронах или миллионные из метра(10 минус 9 метров).
Потребовался бы приблизительно миллион битов материала, измеренного в миллимикронах, чтобы покрыть голову булавки.В этом случае «наногубки», которые развили исследователи, имеют диаметр приблизительно 85 миллимикронов и сделаны из биологически совместимогоядро полимера обернуто в сегменты мембран эритроцитов.Ведущий автор Лянфан Чжан, преподаватель наноинженерии в Сан-Диего UC Школа Джейкобса Разработки, говорит в заявлении для прессы этоих наногубки предлагают новый способ удалить токсины из кровотока:«Вместо того, чтобы создать определенное лечение для отдельных токсинов, мы развиваем платформу, которая может нейтрализовать токсины, вызванные широким спектроминфекционные агенты, включая MRSA и другие антибиотические устойчивые бактерии."
Чжан и коллеги также предполагают, что их работа могла привести к невидоспецифичному лечению для ядовитых прикусов змеи и укусов насекомого пчелы. Это было бысделайте его более вероятно, что люди в опасности и профессионалы, лечащие их, будут иметь спасительные методы лечения в наличии, когда им будут нужны они больше всего.Наногубки разрушают диапазон формирующих пору токсинов, например, от MRSAНаногубки способны к разрушению «формирующих пору токсинов», который является агентами, уничтожающими клетки путем тыкания отверстий в их мембранах.
Так как они могут поглотить различные формирующие пору токсины, независимо от их молекулярного состава, они предлагают значительное преимущество перед другим антитоксиномтехнологии, требующие, чтобы каждый тип токсина имел свой собственный изготовленный на заказ антитоксин, говорят команду.Для исследования Чжан и коллеги проверили, как хорошо их наногубки имели дело с токсином альфа-haemolysin от MRSA у мышей.Предварительное впрыскивание мышей с наногубками позволило 89% из них пережить смертельные дозы токсина. Предоставление им инъекция послесмертельная доза привела к 44%-му выживанию.
Команда стремится развивать одобренные методы лечения с помощью их подхода. Одно из первых приложений, которые они хотят разработать, является лечением дляMRSA, который является, почему они решили изучить один из самых ядовитых токсинов резистентная к лекарственным средствам бактерия, производит.Наногубки, покрытые мембраной эритроцита
Один из первых типов клетки, на которую нападают формирующие пору токсины, как только они входят в тело, является эритроцитами. Когда группа токсинов пунктируетта же клетка это формирует пору, в которые порывы безконтрольный поток ионов, в результате которых умирает клетка.
Будучи покрытым мембраной эритроцита nansponges похожи на эритроциты и служат ложными целями, чтобы собрать токсины. Губки поглощаютразрушительные токсины, таким образом отклоняя их от их клеточных целей.Чтобы покрыть наногубки в мембранах эритроцита или коже, команда сначала отделила эритроциты от небольшой выборки крови в aцентрифуга и затем помещенный их в решение, заставляющее их раздуваться и разрываться. Это выпускает гемоглобин и оставляет кожу эритроцитапозади.
Они тогда смешали кожу эритроцита с шарообразными наногубками, пока они не стали покрытыми мембраной эритроцита.Из-за включенных весов всего одна мембрана клетки крови имеет достаточно кожи, чтобы покрыть много тысяч наногубок (губки о3 000 меньших, чем эритроцит).Наногубки, замаскированные как эритроциты, уклоняются от иммунной системы
Другое преимущество покрытия наногубок в мембранах эритроцита, они могут остаться в живых некоторое время в кровотоке прежде, чем подвергнуться нападениюиммунная система.В предыдущем исследовании команда уже показала, как наночастицы, замаскированные как эритроциты, могли использоваться, чтобы поставить лекарства от рака непосредственноопухоли.В этом исследовании nansponges имел период полураспада 40 часов в кровотоке мышей.
В конечном счете, и наногубки и их захваченное токсичное веществогрузы были безопасно сломаны на печень без поддающегося обнаружению повреждения.Каждая наногубка вытирает много токсичных молекул
Всего одной дозы наногубок достаточно, чтобы кровоточить кровоток, превзойти численностью эритроциты и перехватить токсины.Экспериментируя с губками в пробирках, команда нашла, что каждая наногубка могла поглотить довольно много молекул каждого токсина, зависяна токсине.Например, единственная наногубка может вытереть приблизительно 85 молекул токсина альфа-haemolysin, который MRSA производит, или 30токсины stretpolysin-O или 850 melittin моно-Мерса, оба токсина в пчелином яде.У мышей исследователи нашли наногубки впрыскивания и токсин альфа-haemolysin вместе в отношении 1 наногубки к каждым 70 молекуламтоксин, нейтрализованный токсин и, не нанес поддающегося обнаружению ущерба.
Команда теперь хочет проверить наногубки в клинических испытаниях.Фонды от Национального научного фонда, Национального Института Диабета и Пищеварительных и Болезней почек помогли финансироватьисследование.
Наноинженерия является быстро расширяющейся областью, создающей материалы с замечательно различными и новыми свойствами, и с огромным потенциалом вмного секторов, в пределах от здравоохранения к строительству и электроники. Вмедицина, нанотехнологии обещают коренным образом изменить доставку лекарственных средств, генотерапию, диагностику и много областей исследования, развития ипоскольку это исследование показывает, клиническое применение.
Ученые также верят нанонауке, и нанотехнологии могли помочь мозговой картографии активности сделать длямозг, что проект генома человека сделал для генетики.