Синтетические эритроциты имитируют природные и обладают новыми способностями

Учёные пытались создать синтетические эритроциты, имитирующие благоприятные свойства природных клеток, такие как гибкость, перенос кислорода и длительное время циркуляции. Однако до сих пор большинство искусственных эритроцитов обладали лишь одной или несколькими, но не всеми ключевыми особенностями природных версий. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Nano, создали синтетические эритроциты, которые имеют все естественные способности клеток, плюс несколько новых.

Эритроциты (RBCs) поглощают кислород из лёгких и доставляют его в ткани организма. Эти клетки дисковидной формы содержат миллионы молекул гемоглобина — железосодержащего белка, связывающего кислород. RBCs обладают высокой гибкостью, что позволяет им протискиваться через крошечные капилляры, а затем возвращаться к своей прежней форме. Клетки также содержат на своей поверхности белки, которые позволяют им циркулировать по кровеносным сосудам в течение длительного времени, не будучи поглощёнными иммунными клетками. Вэй Чжу, К. Джеффри Бринкер и коллеги хотели создать искусственные RBCs, обладающие свойствами, подобными природным, но также способные выполнять новые задачи, такие как терапевтическая доставка лекарств, магнитное наведение и обнаружение токсинов.

Исследователи создали синтетические клетки, сначала покрыв донорские человеческие RBCs тонким слоем кремнезёма (silica). Они нанесли слои положительно и отрицательно заряженных полимеров на silica-RBCs, а затем вытравили кремнезём, получив гибкие реплики. Наконец, команда покрыла поверхность реплик естественными мембранами RBCs. Искусственные клетки были схожи по размеру, форме, заряду и поверхностным белкам с природными клетками и могли протискиваться через модели капилляров, не теряя своей формы. У мышей синтетические RBCs сохранялись более 48 часов без наблюдаемой токсичности. Исследователи загрузили искусственные клетки либо гемоглобином, противораковым препаратом, сенсором токсина или магнитными наночастицами, чтобы продемонстрировать их способность нести грузы. Команда также показала, что новые RBCs могут действовать как приманки для бактериального токсина. Будущие исследования изучат потенциал искусственных клеток в медицинских приложениях, таких как терапия рака и биосенсоринг токсинов.