Исследователи нашли новый способ имитировать ткань, которая несет кислород. Объединив биологический материал с выращенными в лаборатории полимерами, международная команда биоинженеров разработала то, что можно было бы представить как эритроцит-терминатор, способный полностью соответствовать функциям природным эритроцитам человеческого организма.
Этот микроскопический киборг не только может “протискиваться” через укромные уголки сосудистой системы с помощью своего обычного гемоглобина, он может быть модифицирован для доставки лекарств, убивающих опухоли, переносить биосенсоры, а также он усыпан крошечными магнитами для наилучшего дистанционного управления.
Эритроцит (RBC) – одна из немногих клеток, у которых отсутствует ядро. Красная клетка имеет относительную простоту, что делает ее привлекательной целью для инженеров.
Следовательно, в разработке уже есть несколько синтетических эритроцитов. Ученые полагаются на то, что отбирая ключевые материалы, такие как гемоглобин, от доноров человека или животных и “переупаковывая” их в доброкачественные частицы, они вряд ли вызовут иммунный ответ.
Некоторые из исследуемых путей являются невероятно важными, ведь являют собой создание мощных частиц, способных 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 модульную перестроенную имитацию эритроцитов (RRBC), которая обладала бы полными комбинированными характеристиками нативных эритроцитов», – пишут исследователи в отчете.
Это означает, что их бионические данные должны быть подходящего размера, формы и гибкости, чтобы пройти через самые узкие сосуды тела, а также остаться целым достаточно долго, чтобы быть полезным и все еще нести нужное количество кислорода.
Команда ученых решила, что они сделают свои крошечные частицы модульными, что позволит им обмениваться различными функциями, помогающие клеткам нести лекарства непосредственно до пункта назначения.
Для достижения своей цели они начали с покрытия донорских клеток крови слоем кремнезема, который затем был окрашен полимерами разных зарядов.
Как только кремнезем и кишечные клетки были соскоблены, оставшаяся полимерная мембрана оказалась сама покрыта оболочкой из красных кровяных клеток.
В результате получается пустая двояковогнутая оболочка, которая может быть заполнена любым биохимическим механизмом.
Множество тестов с использованием лабораторного оборудования и животных показали, что бионические клетки крови оправдывают проводимые исследования. Через четыре недели после инъекции мышам не было никаких 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 выпуска любого перевозимого ими вещества, но и для демонстрации масштабируемости всего производственного процесса.
Превращение собственных клеток нашего тела в крошечных роботов-убийц для атаки на своенравные ткани и инфекции, по-видимому, является популярной стратегией для биоинженеров.
