211service.com
Dirbtiniai raudonieji kraujo kūneliai, skirti vaistams pristatyti
Nuo šeštojo dešimtmečio mokslininkai bandė imituoti raudonųjų kraujo kūnelių gebėjimus. Šie lankstūs diskai perneša deguonį visame kūne, išspausdami per mažiausius kapiliarus. Tačiau dėl fizinių raudonųjų kraujo kūnelių savybių, įskaitant jų dvigubai įgaubtą formą, sunku juos tiksliai nukopijuoti.
Matyti raudoną : Pagamintos iš biologiškai skaidžių ir biologiškai suderinamų polimerų ir baltymų, šios dalelės yra tokio pat dydžio, formos ir lankstumo kaip tikros raudonosios kraujo ląstelės.
Pirmadienį paskelbtame tyrime Nacionalinės mokslų akademijos darbai , grupė, kuri specializuojasi vaistų tiekimo srityje, rado būdą, kaip sukurti biologiškai skaidomas, biologiškai suderinamas daleles, kurių dydis, forma ir lankstumas yra raudonųjų kraujo kūnelių. Grupė mano, kad šios dirbtinės ląstelės gali būti ypač veiksmingos ne tik pernešti deguonį, bet ir kaip terapinės bei vaizdo gavimo medžiagos.
Žmonės pagamino daugiau nei tūkstantį skirtingų skirtingų dydžių polimerų vaistams pristatyti. Bet jei pažvelgsite į juos visus kartu, jie reprezentuoja sintetinį pasaulį; dalelės yra gražios ir sferinės, sako Samiras Mitragotri , chemijos inžinierius iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje, vadovavęs naujam darbui. Žvelgiant į biologinį pasaulį, gamta naudoja įvairiausias daleles savo prekėms pristatyti. Bakterijos, ląstelės, virusai yra skirti atlikti labai specifines pristatymo funkcijas.
Norėdami sukurti sintetines ląsteles, Mitragotri kartu su Mičigano universiteto tyrėjais pradeda nuo sferinių dalelių, pagamintų iš įprasto polimero, vadinamo poli(pieno) Ką -glikolio rūgštis (PLGA), junginys, žinomas dėl savo biologiškai suderinamų ir biologiškai skaidžių savybių. Jie paveikia rutulius alkoholiu, dėl kurio jos ištuštėja ir suyra į raudonųjų kraujo kūnelių duobutę. Kieta PLGA dalelė veikia kaip pelėsis, aplink kurį mokslininkai gali nusodinti sluoksnį po baltymų sluoksnio. Jie kryžmiškai susieja baltymus, kad jie laikytųsi PLGA, tada ištirpdo standžią vidinę struktūrą. Rezultatas yra minkštas, lankstus raudonųjų kraujo kūnelių dydžio ir formos baltyminis apvalkalas. Tyrėjai taip pat gali keisti baltymų dangas, pavyzdžiui, pridėti hemoglobino, kuris galėtų pernešti deguonį.
Iki šiol Mitragotri įrodė, kad dalelės yra pakankamai lanksčios, kad galėtų suspausti ir tekėti per kapiliarų dydžio vamzdelius, ir jas galima užpilti vaistais beveik kiekviename proceso etape. Jo grupė taip pat inkapsuliavo geležies oksido nanodaleles į sintetines ląsteles, sukurdama galimą kontrastinę medžiagą MRT. Galima įsivaizduoti, kad šios dalelės įpilamos į kraują ir naudojamos kraujo tekėjimui vizualizuoti, sako Mitragotri.
Apskritai, aš niekada nemačiau nieko panašaus. Tiek koncepcija, tiek jų sukurti gamybos metodai yra labai įdomūs, sako Ali Khademhosseini , Harvardo-MIT Sveikatos mokslų ir technologijų skyriaus biomedicinos inžinierius. Vis labiau vertinama, kaip dalelių forma yra svarbi įvairiems dalykams, pvz., skysčio viduje esančių dalelių hidrodinamikai arba skirtingų biologinių subjektų sąveikai su jomis.
Tokios lanksčios, potencialiai ilgalaikės dalelės turi didelį vaistų tiekimo potencialą. Tačiau Mitragotri dar nežiūrėjo, ar sintetinės ląstelės gali atlaikyti sunkiausią išbandymą: išlikti apyvartoje. Įrodyti, kad dalelės lieka kraujyje ir nesukelia imuninės sistemos atakos, yra labai svarbus žingsnis, kurį reikės atlikti su gyvūnais.
Dar 1966 m. sukūriau panašias [daleles], kurių forma ir dydis gali keistis, sako dirbtinio kraujo tyrinėtojas. Tomas Changas McGill universitete Kvebeke, Kanadoje. Tos ląstelės, anot jo, taip pat galėjo išsispausti per kapiliarinius vamzdelius ir buvo maždaug tokio pat dydžio kaip raudonieji kraujo kūneliai. Problema buvo ta, kad net sintetinės ląstelės, sudarančios vieną aštuntadalį įprastų kraujo ląstelių dydžio, buvo išvalytos iš kraujo per 30 sekundžių. (Aštuntajame dešimtmetyje mokslininkai nustatė, kad dirbtinės kraujo dalelės geriausiai veikia esant 200 nanometrų ar mažiau – 30 kartų mažesnės nei raudonieji kraujo kūneliai.) Svarbiausia parodyti, kad jos išlieka apyvartoje, sako Chang.
Net pažangiausios sintetinės dalelės neįtikėtinai greitai pašalinamos iš kraujo. Ilgiausiai kada nors cirkuliavusi nanodalelė truko apie 24 valandas, todėl reikia sukurti požiūrį į tai, kas ilgą laiką gali cirkuliuoti kraujyje. Džefris Karpas , Harvardo MIT sveikatos mokslų ir technologijų profesorius. Tačiau naujasis tyrimas gali būti didelis žingsnis ta kryptimi, sako jis, jei organizmas išlaikys sintetinių ląstelių cirkuliaciją net du ar tris mėnesius, kaip tikri raudonieji kraujo kūneliai. Karpas teigia, kad Mitragotri ir jo kolegų naudotus gamybos metodus būtų galima išplėsti be didelių sunkumų.
Darant prielaidą, kad ląstelės atlaiko kraujotakos laiko išbandymą, manyčiau, kad kiekvienas, kuris bando naudoti nanodaleles panašią sistemą pristatymui ar vaizdavimui, turėtų rimtą priežastį pasirinkti šias daleles. Danielis Pakas , Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign narkotikų pristatymo tyrėjas.
Mitragotri sako, kad kitas žingsnis bus bandymai su gyvūnais. Jis taip pat nori ieškoti kitų būdų, kaip imituoti gamtos pristatymo būdus. Pradėjome nuo raudonųjų kraujo kūnelių, bet manau, kad yra daug kitų, kurie galėtų būti įdomūs, pavyzdžiui, virusai ir bakterijos, sako jis. Vienoje pusėje yra jūsų sintetinis pasaulis, o kitoje – biologinis pasaulis, ir mes norime kaip įmanoma geriau įveikti atotrūkį tarp šių dviejų kraštutinumų.