Antidotul universal? Bureţi microscopici curăţă sângele de toxine şi pot îndepărta chiar veninul de şarpe

Nano-bureţii pot îndepărta din sânge nu numai veninul de şarpe şi de insecte, dar şi toxine produse de bacterii virulente, inclusiv  E .coli sau MRSA.

Acţiunea nano-bureţilor a fost studiată pe şoareci, constatându-se că pot neutraliza acele toxine ce distrug celulele prin formarea de pori în membrana acestora.

• Cercetătorii au aflat de ce mătasea și pânza de păianjen sunt atât de rezistente și flexibile
• Cum s-a transformat un deșert din nord-vestul Chinei într-un uriaș rezervor natural de carbon?

Spre deosebire de alte tratamente anti-toxine, care trebuie „personalizate” în funcţie de tipul toxinei în cauză, nano-bureţii pot absorbi diferite toxine ce formează pori, indiferent  de structura lor moleculară.

Studiind efectul în cazul unei toxine numite alfa-hemolizină, produsă de MRSA (un stafilococ rezistent la antibiotice, foarte periculos), cercetătorii au constatat că, dacă erau preinoculaţi cu nano-bureţi, 89% dintre şoarecii de experienţă supravieţuiau dozelor letale de toxină. Dacă nano-bureţii erau introduşi în sânge după administrarea dozei letale, rata de supravieţuire era de 44%. Iar administrarea simultană a alfa-hemolizinei şi a nano-bureţilor în proporţie de 70:1 (70 de molecule de toxină la 1 nano-burete) neutraliza complet toxina, fără a produce nicio vătămare vizibilă.

Rezultatele au fost publicate în Nature Nanotechnology.

Pentru a nu fi detectaţi şi atacaţi de sistemul imunitar – care recunoaşte corpurile străine  – nano-bureţii au fost „deghizaţi”: au fost acoperiţi cu membrane provenite de la globulele roşii din sânge (eritrocite). De altfel, globulele roşii sunt printre primele celule atacate de toxinele formatoare de pori. Când toxinele „găuresc” o celulă, fluxul de ioni prin membrană nu mai poate fi controlat şi celula moare.

Nano-bureţii care arată ca nişte globule roşii sunt un fel de „momeli” – atrag toxinele şi le capturează, absorbindu-le şi îndepărtându-le astfel de ţintele lor celulare. În cele din urmă, ficatul metabolizează atât nano-bureţii, cât şi toxinele înglobate de aceştia, aparent fără probleme.

Fiecare nano-burete are un diametru de cca. 85 nanometri şi este fabricat dintr-un miez de polimer biocompatibil, învelit în segmente de membrană de eritrocit.

Cercetătorii au extras eritrocite, prin centrifugare, dintr-o probă de sânge, şi le-au pus într-o soluţie care determină umflarea şi spargerea lor, eliberând hemoglobina şi lăsând în  urmă membranele celulare. Aceste membrane au fost apoi amestecate într-o soluţie cu nano-particulele sferice până cînd acestea au fost acoperite de membranele de eritrocite.

O singură membrană de eritrocit este suficientă pentru a acoperi mii de nano-bureţi, deoarece fiecare dintre aceştia este de 3000 de ori mai mic decât o globulă roşie. 

Numărul de molecule de substanţe toxice ce pot fi absorbite de un nano-burete depinde de tipul toxinei: cca. 85 de molecule de alfa-hemolizină produsă de MRSA, 30 de streptolizină-O şi 850 de monomeri de melitină, care intră în componenţa veninului de albină.

Metoda poate duce la dezvoltarea unor tratamente împotriva unor bacterii rezistente la antibiotice, dar şi împotriva veninului de şarpe şi de albine; asemenea tratamente nu ar avea nevoie să fie diferenţiate în funcţie de specia de şarpe implicată (spre deosebire de situaţia din prezent, când tratamentul cu ser anti-venin trebuie să ţină cont de specia de şarpe), ceea ce ar mări şansele de supravieţuire ale victimelor

Oamenii de ştiinţă urmăresc acum să transpună rezultatele acestor cercetări în terapii aprobate pentru uz uman. Unul dintre primele obiective este dezvoltarea unui tratament împotriva MRSA, motiv pentru care specialiştii au cercetat, în studiile lor, una dintre cele mai virulente toxine produse de această bacterie. Pasul următor va fi, aşadar, trecerea la testele clinice, pentru omologarea tratmentelor.

Sursa: EurekAlert!