Nano magnety čistia krv

Vedci boli schopní pomocou špeciálne vyrobených nano magnetov cieľovo očistiť krv od toxínu už za pár minút. Tento proces sa javí ako sľubný. Ak sa dá táto metóda zaviesť do praxe, mohla by jedného dňa pomôcť ľuďom s otravou krvi rýchlo a efektívne.

Majú priemer iba 30 nanometrov (30 miliónov milimetrov) a menej ako gram z nich stačí na to, aby ste za pár hodín vyčistili celú ľudskú krv od určitého toxínu: špeciálne pripravených nanomagnetov. Aspoň to preukázali prvé in vitro testy s ľudskou krvou.

Konkrétne magnety

Inge Herrmann z Inštitútu pre chemické a bioinžinierstvo pri ETH Zürich vybavila malé magnety vo svojej doktorskej práci profesorom ETH Wendelinom Starkom v spolupráci s Fakultnou nemocnicou v Zürichu tak, aby mohli viazať na chorobu pôsobiace látky v krvi. Vedci testovali vlastnosti ich funkcionalizovaných magnetov s plnou ľudskou krvou: Pretože krv má vysokú viskozitu, zmiešali s krvou pomerne silné magnety ich jemným otočením. Za menej ako päť minút magnety takmer úplne naviazali príslušný toxín. "Rýchlosť, s akou sa molekuly viažu na magnety, závisí od ich väzobnej konštanty," hovorí Herrmann. „Čím vyššia je konštanta, tým rýchlejšie sa bude magnetová protilátka kombinovať s antigénom.“ Po úspešnom postupe vedci „vylovili“ magnety z krvi permanentným magnetom pripevneným na vonkajšiu stranu cievy.

„Rybie“ molekuly akejkoľvek veľkosti

Hladký povrch magnetov bez pórov má dve hlavné výhody: veľkú väzbovú kapacitu a dobrú prístupnosť pre látky, ktoré sa majú viazať, ligandy. Tým sa zabráni pomalej difúzii do pórov, ako je tomu pri bežných metódach. Ďalším dôležitým aspektom metódy je, že znečisťujúce látky rôznych veľkostí a hmotností môžu byť selektívne odstránené z krvi, zatiaľ čo životne dôležité látky podobnej veľkosti, ako sú protilátky imunitného systému alebo plazmatické bielkoviny, zostávajú v krvi.

Malé, nadmerne patogénne molekuly, ako je močovina, draslík alebo kreatinín, sú obvykle odoberané z krvi dialýzou, filtráciou alebo absorpciou. Avšak telu vlastné látky spôsobujúce choroby alebo pridané toxíny majú niekedy molekuly, ktoré sú príliš veľké na to, aby ich bolo možné separovať pomocou takýchto metód, pretože inak by sa tiež stratili životne dôležité molekuly. Zatiaľ pomohla iba úplná výmena krvnej plazmy. Vedci sú o tom presvedčení, že ak by bolo možné zaviesť čistenie krvi do praxe pomocou špecifických magnetov, išlo by o veľký lekársky prielom. Pre Herrmanna je obzvlášť zaujímavé to, že magnety môžu viazať aj tie najmenšie molekuly v rozsahu pikomolov. To je obzvlášť dôležité pre proteíny, ktoré sú zodpovedné za zápalové procesy.

Sľubný prístup

Na rozdiel od predchádzajúcej štúdie, ktorá pracovala s asi 45-krát väčším počtom magnetov a zničila červené krvinky, vedci nezistili žiadne negatívne účinky na fyziológiu krvi. Neboli ovplyvnené červené krvinky ani zrážanie krvi. Mali by sa vyriešiť všetky obavy, že magnety môžu uvoľniť príliš veľa železa do krvi. Na jednej strane sú pokryté uhlíkovým plášťom a na druhej strane sú veľmi kyslé a odolné voči teplotám. A ak by sa napriek všetkému rozpustila viac ako polovica magnetov v krvi, bolo by množstvo uvoľneného železa menšie ako to, ktoré by sa podávalo v prípade nedostatku železa, píšu vedci.

Ďalším krokom je kontrola, či je možné postup úspešne použiť na živý organizmus. Ak je to tak, môže to byť ideálny doplnok ku konvenčným terapiám pri ťažkých otravách, sepse, metabolických poruchách a autoimunitných ochoreniach.

Bibliografia:

Herrmann IK a kol .: Čistenie krvi pomocou funkcionalizovaných jadrových/škrupinových nanomagnetov, malé 2010, 6, 1388-1392. DOI: 10,1002/smll.201000438