Нано магнитите пречистват кръвта
Учените са успели да използват специално произведени нано магнити, за да пречистят кръвта целенасочено от токсин само за няколко минути. Процесът изглежда обещаващ. Ако методът може да се приложи на практика, той един ден може да помогне на хората с отравяне на кръвта бързо и ефективно.
Те имат диаметър от само 30 нанометра (30 милионни от милиметъра) и по-малко от грам от тях е достатъчен, за да се изчисти цялата човешка кръв от определен токсин за няколко часа: специално подготвени нано-магнити. Поне това показват първите ин витро тестове с човешка кръв.
Специфични магнити
Инге Херман от Института по химично и биоинженерство в ETH Цюрих е оборудвала малките магнити в своята докторска дисертация с професор ETH Wendelin Stark в сътрудничество с Университетската болница Цюрих, за да могат да свързват болестотворни вещества в кръвта. Учените са тествали свойствата на техните функционализирани магнити с цяла човешка кръв: Тъй като кръвта има висок вискозитет, те смесват относително силни магнити с кръвта, като ги въртят внимателно. За по-малко от пет минути магнитите бяха почти напълно свързали въпросния токсин. „Скоростта, с която молекулите се свързват с магнитите, зависи от тяхната константа на свързване“, казва Херман. "Колкото по-висока е константата, толкова по-бързо антитялото на магнита ще се комбинира с антигена." След успешната процедура учените „извадиха“ магнитите от кръвта с постоянен магнит, прикрепен към външната страна на съда.
"Рибни" молекули с всякакъв размер
Безпоровата, гладка повърхност на магнитите има две основни предимства: голям свързващ капацитет и добра достъпност за свързваните вещества, лигандите. Това предотвратява бавната дифузия в порите, както се случва при конвенционалните методи. Друг важен аспект на метода е, че замърсителите с различни размери и тегло могат да бъдат селективно отстранени от кръвта, докато жизненоважни вещества с подобен размер, като антитела на имунната система или плазмени протеини, остават в кръвта.
Малки, прекомерно патогенни молекули като урея, калий или креатинин обикновено се изтеглят от кръвта чрез диализа, филтрация или абсорбция. Въпреки това, добавените от организма болестотворни вещества или токсини понякога имат молекули, които са твърде големи, за да могат да бъдат разделени чрез такива методи, тъй като в противен случай жизненоважни молекули също биха били загубени. Досега само пълно заместване на кръвната плазма е помогнало. Ако беше възможно да се приложи пречистването на кръвта на практика с помощта на специфични магнити, това би било голям медицински пробив, учените са убедени в това. Това, което е особено интересно за Херман, е, че магнитите могат да свързват и най-малките молекули в диапазона на пикомолите. Това е особено важно за протеините, които са отговорни за възпалителните процеси.
Обещаващ подход
За разлика от по-ранно проучване, което използва около 45 пъти повече магнити и унищожава червените кръвни клетки, учените не откриват отрицателни ефекти върху физиологията на кръвта. Нито червените кръвни клетки, нито съсирването на кръвта са засегнати. Всякакви опасения, че магнитите могат да отделят твърде много желязо в кръвта, трябва да бъдат разрешени. От една страна те са покрити с въглеродна обвивка, а от друга страна са много устойчиви на киселини и температури. И ако въпреки всичко, повече от половината от магнитите в кръвта бяха разтворени, количеството освободено желязо би било по-малко от това, което би се прилагало в случай на дефицит на желязо, пишат изследователите.
Следващата стъпка е да се провери дали процедурата може успешно да се приложи върху жив организъм. Ако е така, това може да бъде идеално допълнение към конвенционалните терапии за тежки отравяния, сепсис, метаболитни нарушения и автоимунни заболявания.
Библиография:
Herrmann IK et al.: Пречистване на кръвта с помощта на функционализирани ядрени/черупкови наномагнетици, малък 2010, 6, 1388-1392. DOI: 10.1002/smll.201000438