Наномагніти очищають кров, виводячи токсини та запальні білки всередині
Виводить токсини та запальні білки за лічені хвилини
Використовуючи спеціально виготовлені наномагніти, вченим вдалося очистити кров від токсину всього за кілька хвилин. На відміну від попередніх подібних підходів, негативного впливу на кров виявлено не було. Якщо процес виявиться ефективним у живому організмі, він може, наприклад, допомогти людям із зараженням крові швидко та ефективно.
Вони мають діаметр лише 30 нанометрів, і менше грама їх достатньо, щоб за кілька годин очистити всю кров людини від певного токсину: спеціально підготовлених наномагнітів. Принаймні це показали перші тести in vitro з кров’ю людини. Інге Херрманн з Інституту хімічної та біоінженерії ETH в Цюріху обладнала крихітні магнітики в своїй докторській дисертації з професором ETH Венделіном Старком у співпраці з Університетською лікарнею Цюріха, щоб вони могли зв’язувати хвороботворні речовини в крові.
Прибирання за п’ять хвилин
Вчені перевірили властивості своїх функціоналізованих магнітів з цільною кров'ю людини: оскільки кров має високу в'язкість, вони змішували відносно сильні магніти з кров'ю, обережно обертаючи їх. Менш ніж за п’ять хвилин магніти майже повністю зв’язали відповідний токсин. "Швидкість, з якою молекули зв'язуються з магнітами, залежить від константи їх зв'язування", - говорить Геррманн. "Чим вище константа, тим швидше, наприклад, антитіло магніту буде поєднуватися з антигеном". Після успішної процедури вчені «виловлювали» магніти з крові за допомогою постійного магніту, прикріпленого до зовнішньої сторони посудини.
«Рибні» молекули будь-якого розміру
Безпориста, гладка поверхня магнітів має дві основні переваги: висока здатність до зв’язування та хороша доступність для речовин, що зв’язуються, лігандів. Це запобігає повільній дифузії в пори, як це відбувається при звичайних методах. Іншим важливим аспектом методу є те, що забруднювачі різного розміру та ваги можуть вибірково видалятися з крові, тоді як життєво важливі речовини подібного розміру, такі як антитіла імунної системи або білки плазми, залишаються в крові.
Діаліз та заміна плазми крові більше не будуть необхідними
Невеликі, надмірно патогенні молекули, такі як сечовина, калій або креатинін, були виведені з крові через діаліз, процеси фільтрації або абсорбції. Однак додані в організм хвороботворні речовини або токсини іноді містять занадто великі молекули, щоб їх можна було розділити за допомогою таких методів, оскільки в іншому випадку життєво важливі молекули також втрачаються. На даний момент може допомогти лише повна заміна плазми крові.
Якби можна було застосувати очищення крові на практиці за допомогою конкретних магнітів, це було б серйозним медичним проривом, в цьому переконані вчені. Що особливо цікаво для Геррмана, це те, що магніти можуть зв’язувати навіть найдрібніші молекули в діапазоні пікомолів. Це особливо важливо для білків, які відповідають за запальні процеси.
Ніяких негативних наслідків для крові
На відміну від попереднього дослідження, яке працювало приблизно в 45 разів більше магнітів і руйнувало еритроцити, вчені не виявили негативного впливу на фізіологію крові. Ні еритроцити, ні зсідання крові не постраждали. Будь-які занепокоєння щодо того, що магніти можуть виділити занадто багато заліза в кров, слід вирішити. З одного боку, вони покриті вуглецевою оболонкою, а з іншого боку вони дуже стійкі до дії кислот і температур. І якби, незважаючи ні на що, більше половини магнітів у крові було розчинено, кількість виділеного заліза була б меншою за ту, яку вводили б у разі дефіциту заліза, пишуть дослідники.
Наступним кроком є перевірка того, чи можна процедуру успішно застосувати до живого організму. Якщо так, це може бути ідеальним доповненням до звичайних методів лікування важких отруєнь, сепсису, метаболічних розладів та аутоімунних захворювань.