Plastikowe przeciwciała przeszły chrzest bojowy

Japońsko-amerykańskiemu zespołowi naukowców udało się uzyskać plastikowe przeciwciała (ang. polymer nanoparticles, NPs), które poprawnie funkcjonowały we krwi żywej myszy. Wg nich, to duży krok w kierunku wykorzystania prostych plastikowych cząstek do zwalczania konkretnych sprawiających problemy antygenów, w tym bakterii, wirusów, pyłków, jadu pszczelego czy kurzu.

W artykule opublikowanym na łamach Journal of the American Chemical Society autorzy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine i Uniwersytetu w Shizuoce wspominają o swoich wcześniejszych badaniach, w ramach których udało im się opracować metodę wytwarzania nanocząstek z polimeru organicznego (o rozmiarach 1/50.0000 średnicy ludzkiego włosa), które zachowywały się jak prawdziwe przeciwciała i reagowały z antygenem. Akademicy zastosowali melitynę – składnik toksyczny pszczelego jadu. Działa ona drażniąco w punkcie użądlenia, a z chemicznego punktu widzenia jest zasadowym polipeptydem. Wykazuje właściwości hemolizujące, blokuje przewodnictwo nerwowo-mięśniowe, a także zwiększa przepuszczalność naczyń krwionośnych.

Pracując nad syntetycznymi przeciwciałami, specjaliści uciekli się do molekularnego imprintingu. Melitynę wymieszano z monomerami i zapoczątkowano reakcję kopolimeryzacji. Kiedy plastikowe drobiny uległy zestaleniu, naukowcy wypłukali z nich melitynę. W ten sposób uzyskali nanocząstki z otworami w kształcie cząsteczek toksyny.

Podczas testów in vivo okazało się, że polimery wielkości naturalnych białek wykazywały porównywalne powinowactwo i selektywność jak zwykłe przeciwciała. W porównaniu do grupy kontrolnej, NPs zmniejszały śmiertelność i nasilenie peryferyjnych objawów toksycznych. Badania obrazowe pokazały, że plastik przyspieszał usuwanie polipeptydu z krwi i akumulował się w wątrobie. Stwierdzenie tego było możliwe, gdyż naukowcy oznakowali melitynę fluorescencyjnym barwnikiem Cy5, a plastik poddany imprintingowi tagowano węglem ¹⁴C lub fluoresceiną. W tym celu przeprowadzano m.in. kopolimeryzację ze wzbogacanym ¹⁴C akrylamidem.

Podczas eksperymentu myszom zrobiono śmiertelny zastrzyk z melityny. Zauważono, że gryzonie, którym chwilę później podano polimerowe przeciwciała, przeżywały o wiele częściej od pozostałych zwierząt. Ze względu na biokompatybilność i nietoksyczność plastikowe przeciwciała wydają się zatem idealne do neutralizowania całej gamy biologicznych makromolekuł w żywych organizmach.

organiczny polimer melityna plastikowe przeciwciała mysz test toksyna usuwać