Uniwersalna gąbka przeciwtoksynowa

Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego wynaleźli nanogabkę, która usuwa z krwioobiegu różne toksyny, m.in. pszczół, węży czy bakterii (w tym pałeczek okrężnicy lub metycylinoopornego gronkowca złocistego, MRSA).

Nanogąbka neutralizuje toksyny tworzące pory (niszczą one komórki, "dziurawiąc" ich błonę komórkową). W odróżnieniu od innych platform syntetyzowanych dla pojedynczego typu trucizny, nanogąbki absorbują wiele toksyn tworzących pory, bez względu na ich budowę.

Amerykanie zauważyli, że gdy myszy poddano wcześniejszej inokulacji nanogąbkami, aż 89% zwierząt przeżywało śmiertelne dawki alfa-hemolizny gronowcowej (ta silna egzotoksyna białkowa powoduje lizę erytrocytów, niszczenie leukocytów oraz uszkodzenia płytek). Gdy nanogąbki stosowano po aplikacji letalnej dozy, odsetek utrzymujących się przy życiu gryzoni sięgał 44%.

To nowy sposób usuwania toksyn z układu krwionośnego. Zamiast tworzyć specjalne rozwiązania dla indywidualnych toksyn, rozwijamy platformę neutralizującą toksyny różnych patogenów, w tym MRSA czy innych lekoopornych bakterii - podkreśla prof. Liangfang Zhang.

Naukowcy mają nadzieję, że ich ustalenia doprowadzą do uzyskania niespecyficznych gatunkowo terapii ukąszeń jadowitych węży. Zespół z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego nie bez powodu zajął się alfa-hemolizyną. Ponoć jednym z pierwszych zadań ich wynalazku miałoby być przeciwdziałanie zjadliwości MRSA.

Aby uniknąć zniszczenia przez układ odpornościowy, nanogąbki owija się błonami komórkowymi erytrocytów. Wcześniej laboratorium Zhanga zademonstrowało, że kamuflując w ten sposób nanocząstki, można dostarczać leki bezpośrednio do guzów nowotworowych.

Czerwone krwinki są podstawowym celem toksyn tworzących pory. Ponieważ nanogąbki wyglądają jak one, spełniają funkcję przynęty. Wchłaniają truciznę, trzymając ją z dala od pierwotnego komórkowego celu.

Podczas eksperymentów z myszami stwierdzono, że okres połowicznego rozpadu wynosi 40 godz. Metabolizowaniem nanogąbek i zgromadzonych toksyn zajmuje się wątroba. Amerykanie nie zauważyli, by dochodziło do jej uszkodzenia.

Nanogąbka ma średnicę 85 nm. Wytwarza się ją z biokompatybilnego polimeru. By uzyskać błonę komórkową erytrocytów do zamaskowania, Amerykanie odwirowują próbkę krwi i umieszczają czerwone krwinki w roztworze. Erytrocyty pęcznieją i pękają, w wyniku czego uwalnia się hemoglobina, a po czerwonych krwinkach zostaje pusta "skórka". Fragmenty błony komórkowej miesza się z kulistymi nanocząstkami. Błona jednego erytrocytu wystarczy do powleczenia tysięcy nanogąbek (są one 3000-krotnie mniejsze od erytrocytu).

Liczba pochłoniętych cząsteczek, zależy od rodzaju toksyny. Testy w probówce wykazały, że jedna gąbeczka absorbuje 85 cząsteczek alfa-hemolizyny, 30 cząsteczek streptolizyny O paciorkowców i 850 monomerów melityny (peptydu przeciwdrobnoustrojowego z jadu pszczoły Apis mellifera).

nanogąbka toksyny wchłaniać absorbować metycylinooporny gronkowiec złocisty MRSA Liangfang Zhang