Nanosponge Mops Up Toxin MRSA v krevním obehu

Vedci v USA vyvinuli drobné houby vyrobené z nanocástic maskovaných jako cervené krvinky, které dokází nasáknout sirokou skálu nebezpecných toxinu v krvi, napríklad z bakterií jako je MRSA a E-coli, a dokonce i venku hada a vcel. Navrhují, ze jejich technologie, která se dosud ukázala jako úcinná u mysí, nabízí nový zpusob, jak odstranit toxiny zpusobené sirokou skálou patogenu.
Tým z oddelení nanotechnologií a Moores Cancer Center na univerzite v Kalifornii (UC) v San Diegu ohlásí své závery v on-line vydání casopisu 14. dubna Prírodní nanotechnologie.
Nanoinzenýrství se zabývá manipulací s kusy materiálu, které jsou tak malé, jsou mereny v nanometrech, nebo jedna miliardtina metru (10 mínus 9 metru). Bude to trvat asi milion kusu materiálu mereného v nanometrech, aby zakryl hlavu kolíku.
V tomto prípade mají vyvinuté "nanospongy" prumery priblizne 85 nanometru a jsou vyrobeny z biokompatibilního polymerního jádra zabaleného do segmentu membrán cervených krvinek.
Starsí autor Liangfang Zhang, profesor nanoinzenýrství na UC San Diego Jacobs School of Engineering, ríká v tisku, ze jejich nanospongy nabízejí nový zpusob, jak odstranit toxiny z krevního obehu:
"Místo vytvárení specifických osetrení jednotlivých toxinu vyvíjíme platformu, která muze neutralizovat toxiny zpusobené sirokou skálou patogenu, vcetne MRSA a jiných bakterií rezistentních na antibiotika."
Zhang a kolegové také naznacují, ze jejich práce by mohla vést k lécbe jedovatých kousnutí hadem a vcelím bodnutím. Tím by bylo mnohem pravdepodobnejsí, ze lidé ohrození a profesionálové, kterí je lécí, budou mít k dispozici zachranující záchranné terapie, kdyz je budou potrebovat nejvíce.

Nanosponges znicí rozsah toxinu tvorících póry, napr. Z MRSA

Nanospongy jsou schopny nicit "toxiny vytvárející póry", tj. Látky, které nicí bunky tím, ze vrhnou díry do svých membrán.
Protoze mohou absorbovat ruzné toxiny vytvárející póry, bez ohledu na jejich molekulární slození nabízejí významnou výhodu oproti jiným technologiím proti toxinum, které vyzadují, aby kazdý typ toxinu mel vlastní anti-toxin na zakázku, ríká tým.
Pro studii, Zhang a kolegové zkouseli, jak dobre jejich nanospongy se zabývaly alfa-hemolyzinovým toxinem z MRSA u mysí.
Pred injekcí mysí s nanospongy umoznilo 89% z nich prezít letální dávky toxinu. Dávka injekce po letální dávce vedla k 44% prezití.
Tým má za cíl vyvinout schválené terapie pomocí svého prístupu. Jednou z prvních aplikací, které chtejí vyvinout, je lécba MRSA, a proto se rozhodli studovat jeden z nejvíce virulentních toxinu, které bakterie rezistentní na léky produkují.

Nanosponges pokryté membránou cervených krvinek

Jeden z prvních typu bunek, které toxiny tvorící póry napadnou, jakmile se dostanou do tela, jsou cervené krvinky. Kdyz skupina toxinu prorazí stejnou bunku, vytvárí póru, do níz proniká nekontrolovaný proud iontu, v dusledku cehoz bunky umírají.
Byly pokryty membránou cervených krvinek, nosní pásky vypadají jako cervené krvinky a slouzí jako záchytné látky ke sberu toxinu. Houby absorbují skodlivé toxiny, címz je odkládají od bunecných cílu.
K pokrytí nanosponges v membránách nebo kozních vrstvách cervených krvinek, tým nejprve oddelil cervené krvinky od malého vzorku krve v odstredivce a pak je dal do roztoku, který zpusobuje jejich bobtnání a roztrzení. Tím se uvolní hemoglobin a zanechá se za kuzi cervených krvinek.

Poté smíchaly kuzi cervených krvinek s kulickovitými nanospongy, dokud nebyly potazeny membránou cervených krvinek.
Vzhledem k pouzitým stupnicím má pouze jedna membrána krevních bunek dostatek pokozky, aby pokryla mnoho tisíc nanospongu (houby jsou o 3000 méne nez cervené krvinky).

Nanosponges maskovaný jako cervené krvinky vyhnout imunitní systém

Dalsí výhodou pokrytí nanosponges v membránách cervených krvinek je, ze mohou prezít chvíli v krevním recisti predtím, nez budou napadeni imunitním systémem.
V drívejsí studii jiz tým ukázal, jak by nanocástice maskované jako cervené krvinky mohly být pouzity k prenásení nádorových léku prímo na nádory.
V této studii mely nanspongy v krevním obehu mysí polocas rozpadu 40 hodin. Nakonec, jak nanospongy, tak jejich zachycené toxické záteze byly bezpecne rozlozeny v játrech bez zjevného poskození.

Kazdá Nanosponge mopuje spoustu toxických molekul

Jen jedna dávka nanospongu stací na zaplavení krevního reciste, prevysuje pocet cervených krvinek a zachycuje toxiny.
Experimentování s houbami v testovacích zkumavkách ukázalo tým, ze kazdý nanospon muze pohltit docela málo molekul kazdého toxinu v závislosti na toxinu.
Napríklad, jeden nanosponge muze vycistit asi 85 molekul toxinu alfa-hemolyzínu, který produkuje MRSA, nebo 30 toxinu strepolysin-O nebo 850 melittinových monoméru, oba toxiny ve vcelím jedu.

U mysí výzkumníci nasli injekcní nanospongy a alfa-hemolyzinový toxin dohromady v pomeru 1 nanoponge na kazdých 70 molekul toxinu, neutralizovali toxin a nezpusobily zádné zjevné poskození.
Tým nyní chce testovat nanospongy v klinických studiích.
Prostredky z Národní vedecké nadace, Národního ústavu pro diabetes a onemocnení trávicího ústrojí a ledvin pomohly financovat studii.
Nanoengineering je rychle se rozsirující pole, které vytvárí materiály s pozoruhodne pestrými a novými vlastnostmi as obrovským potenciálem v mnoha odvetvích, od zdravotnictví az po konstrukci a elektroniku.V medicíne slibuje nanotechnologie revoluci v poskytování léku, genové terapie, diagnostiky a v mnoha oblastech výzkumu a vývoje, a jak to ukazuje tato studie, klinická aplikace.
Vedci také verí, ze nanovedy a nanotechnologie by mohly pomoci mapování mozkových aktivit udelat pro mozku to, co projekt lidského genomu delal pro genetiku.

Napsal Catharine Paddock PhD