I globuli rossi sintetici imitano quelli naturali

I globuli rossi sintetici imitano quelli naturali

I globuli rossi sintetici imitano quelli naturali e hanno nuove abilità

Gli scienziati hanno cercato di sviluppare globuli sintetici che imitano le proprietà favorevoli di quelli naturali, come flessibilità, trasporto dell'ossigeno e lunghi tempi di circolazione. Ma finora, la maggior parte dei globuli rossi artificiali ha avuto una o poche caratteristiche chiave, ma non tutte, delle versioni naturali. Ora, i ricercatori che hanno riferito in ACS Nano hanno prodotto globuli rossi sintetici che hanno tutte le capacità naturali delle cellule, oltre a alcune nuove.

I globuli rossi (globuli rossi) assorbono ossigeno dai polmoni e lo distribuiscono ai tessuti del corpo. Queste cellule a forma di disco contengono milioni di molecole di emoglobina, una proteina contenente ferro che lega l'ossigeno. I globuli rossi sono altamente flessibili, il che consente loro di spremere attraverso minuscoli capillari e poi tornare alla loro forma precedente. Le cellule contengono anche proteine ​​sulla loro superficie che consentono loro di circolare a lungo nei vasi sanguigni senza essere divorati dalle cellule immunitarie. Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker e colleghi volevano creare globuli rossi artificiali che avevano proprietà simili a quelli naturali, ma che potevano anche svolgere nuovi lavori come la consegna di farmaci terapeutici, il targeting magnetico e il rilevamento di tossine.

I ricercatori hanno realizzato le cellule sintetiche rivestendo per primo i globuli rossi donati con un sottile strato di silice. Hanno stratificato i polimeri caricati positivamente e negativamente sui globuli rossi di silice, quindi hanno rimosso la silice, producendo repliche flessibili. Infine, il team ha rivestito la superficie delle repliche con membrane RBC naturali. Le cellule artificiali erano simili per dimensioni, forma, carica e proteine ​​superficiali alle cellule naturali e potevano spremere attraverso i capillari modello senza perdere la loro forma. Nei topi, i GR sintetici sono durati per più di 48 ore, senza tossicità osservabile. I ricercatori hanno caricato le cellule artificiali con emoglobina, un farmaco antitumorale, un sensore di tossina o nanoparticelle magnetiche per dimostrare che potevano trasportare carichi. Il team ha anche dimostrato che i nuovi globuli rossi potrebbero agire come esche per una tossina batterica.

Gli autori riconoscono il finanziamento dell'Ufficio dell'aeronautica della ricerca scientifica, del programma di ricerca e sviluppo diretto dal laboratorio presso i laboratori nazionali di Sandia, il dipartimento dell'Energia della scienza, il National Institutes of Health e la National Natural Science Foundation della Cina.


Fonte:

American Chemical Society


Riferimenti:

Jimin Guo, Jacob Ongudi Agola, Rita Serda, Stefan Franco, Qi Lei, Lu Wang, Joshua Minster, Jonas G. Croissant, Kimberly S. Butler, Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker. Ricostruzione biomimetica di globuli rossi multifunzionali: design modulare con componenti funzionali . ACS Nano , 2020; DOI: 10.1021 / acsnano.9b08714