Uměle vytvořené krvinky v oběhu

Helena Vrecková  |  Věda
Ilustrační foto (Foto: Shutterstock)

Částice napodobující důležité vlastnosti červených krvinek jsou dalším krokem k využívání uměle vytvořené krve a otevírají dveře novým lékařským postupům.

Synteticky vyrobené orgány nebo protézy nahrazující lidské končetiny se v lékařství využívají stále častěji. Srdce, které bylo dlouhou dobu považováno za nenahraditelné, lze vyměnit za mechanickou pumpu. Nové plíce vám nechají vyrůst v laboratoři. O nahrazení končetiny či kloubu nemluvě.

Avšak nechat v žilách kolovat uměle vytvořenou a plně funkční krev se vědcům zatím nepodařilo. Přitom bez krve by se neokysličovaly buňky v těle ani se z něj neodstraňoval oxid uhličitý. Různé výzkumné týmy se proto snaží o vytvoření částic, které by nahradily alespoň některé složky krve.

Jedním takovým výzkumem se zabývají i vědci z univerzity v Severní Karolíně v Chapel Hill (UNC at Chapel Hill). Vytvořili částice, které mají klíčové vlastnosti červených krvinek.

S flexibilitou nejdál dojdeš

Pokusy tohoto typu, kdy se vědci snažili o vytvoření částic, které dokážou putovat oběhem jako krvinky, nejsou ve vědě nic nového. Největším problémem však zatím byla nepružnost zkoušených částic, které byly rychle filtrovány z oběhu.

Vědcům z UNC se však podařilo vyrobit hydrogelový materiál s různým stupněm tuhosti. Hydrogel je vysoce absorbující látka, která může obsahovat až 99 procent vody. Důvodem zvolení hydrogelu při výzkumu je především jeho schopnost flexibility, velmi podobná přírodní tkáni.

Schéma výroby částic, které by mohly nahradit červené krvinky (Foto: UNC)
Schéma výroby částic, které by mohly nahradit červené krvinky (Foto: UNC)

Při přípravě vědci využili novou technologii nazvanou PRINT (Particle Replication in Non-wetting Templates). PRINT umožňuje vznik nanočástic s možností kontroly jejich velikosti, tvaru a funkcí povrchu. Při výrobě částic se nejdříve vyrobí šablona a ta se zalije unikátní kapalinou fluoropolymeru. Odlepením ztuhlé kapaliny vzniknou formy nanovelikostí, do kterých se vtlačí roztok hydrogelu či jiná potřebná látka. V poslední fázi dojde k odstranění fluoropolymeru. Vznikly tak tisíce částic tvaru červených krvinek s průměrem jen šest mikrometrů.

Video ukazuje, jak se nanočástice chovají podobně jako červené krvinky:

U všech částic byla testována jejich schopnost pohybu v těle, aniž by došlo k odfiltrování z oběhu. Běžná červená krvinka má životnost 120 dní. Po této době přestává být dostatečně pružná a póry ve slezině je odstraněna z oběhu. Nově vytvořené částice měly stanovenou různou míru pružnosti. Z výsledků vyplývá, že flexibilnější částice putovaly v oběhu 93,29 hodin – to je až třicetkrát déle, než částice s nižším stupněm pružnosti.

Využití pružných částic k léčbě rakoviny?

Ačkoli vědci nevyzkoušeli, jestli částice dokážou dopravovat kyslík, považují výsledky za průlomové. Schopnost flexibility umožňuje červeným krvinkám proniknout do všech orgánů a okysličit veškeré buňky. A právě díky převzetí této vlastnosti jsou nově vzniklé částice schopné putovat oběhem.

Vědci se domnívají, že výsledky výzkumu budou hrát důležitou roli v budoucnosti v oblasti nanomedicíny. Navíc sledování těchto částic v oběhu může přinést informace o jejich pohybu v těle a tyto poznatky využít k cílenější léčbě některých onemocnění. Jednou z možných léčených nemocí by mohla být rakovina. Její buňky jsou měkčí než zdravé buňky, to jim umožňuje pronikat na různá místa v těle a šířit tak nemoc.


Tip: Podpůrné informace k výzkumu si můžete přečíst v tomto dokumentu PDF. Výzkumu se věnoval také web Futurity.com.

Nejčtenější