'Nanosponges' Sop bis Blut Giftstoffe

(ISNS) – eine Armee von mikroskopischen Schwämme kann eines Tages Ihr Leben retten. Wissenschaftler haben kleine, kugelförmige Teilchen--Nanosponges--erstellt, die schädlichen Giftstoffe gefunden in einigen Gifte und Bakterien genießen können.

Die Nanosponges kann auf eine bestimmte Sorte von Giftstoffen, die roten Blutkörperchen, Forscher an der University of California, verletzen sop-San Diego berichtet Anfang dieses Monats in der Zeitschrift Nature Nanotechnology.

Nanosponges Ziel Giftstoffe, die "im wesentlichen sich ein Loch im Inneren [rote Blutkörperchen] Zellmembranen, stecken organisieren können", sagte Jack Che-Ming Hu, Post-Doktorand an der University of California, San Diego und der Erstautor der Studie. "Das führt zu Zellschäden und Zelltod."

Diese Toxine erstellen Punktionen, verursacht von roten Blutkörperchen, pop. Bits von Toxin beladenen Membran aus der Zelle kaputt-Open können aus in die Blutbahn mehr Zellen, die infizierte Person krank macht Angriff auf Schwimmen und in schweren Leiden, können zum Tod führen.

Viele Bakterien, die großen gesundheitlichen Bedenken, wie E. Coli, MRSA und einige Bakterien, die Lungenentzündung, darstellen lassen Sie Giftstoffe, die diese Taktik verwenden. Venom von Tieren einschließlich Bienen, Schlangen und Seeanemonen kann auch ein rotes Blutkörperchen mit Poren Rätsel.

"Die größte Herausforderung bei der Toxin-Entgiftung ist, dass es einfach so viele Arten von Toxinen gibt,", sagte Hu.

Durch die Fokussierung auf Giftstoffe, die die Pore-forming-Strategie zu verwenden, ist eine einzige Art von Nanosponge in der Lage, viele Arten von diesen Giften, anstatt wird maßgeschneidert für verschiedene Sorten zu erfassen. Dies, Nanosponges Maskerade als rote Blutkörperchen abziehen.

HU-Team nutzt die äußere Membran der roten Blutkörperchen zur Beschichtung von außen an der Nanosponge. Dies ermöglicht die getarnte Nanosponges, unerkannt, posieren als rote Blutkörperchen zu.

Die Giftstoffe greifen die Nanosponges wie ein rotes Blutkörperchen. Aber das Zentrum dieses Teilchen setzt sich aus einer Kugel von Milchsäure, ein organisches Material im Körper weit verbreitet. Es wirkt wie ein Gerüst und verhindert die Membran zerfallen, die Giftstoffe abfangen.

Die Forscher fügten hinzu, Nanosponges und zwei Arten von Poren bilden Toxine – einer aus einem Stamm von Bakterien und anderen vom Bienengift – Mäuse Erythrozyten in Petrischalen. Die Nanosponges waren in der Lage, mehr als 90 Prozent der Giftstoffe zu erfassen.

"Die Toxine--sobald sie mit der Membran dieser Teilchen interagieren--sie sind beschäftigt oder in Haft,", sagte Hu.

Die Toxin-getränkten Nanosponge irgendwann bahnt sich ihren Weg in die Leber und wird durch den Körper, sagte Hu entfernt.

Ein rotes Blutkörperchen bieten genügend Membran um 3.000 mikroskopische Nanosponges zu beschichten. Wissenschaftler hätten Linie bis hundert dieser winzigen Teilchen, Side-by-Side, um die Breite eines typischen menschlichen Haares zu erreichen. Forscher schaffen eine Armee von Nanosponges zu weit zahlreicher als rote Blutkörperchen, so dass es eher eine Toxin in die Köder als eine wahre Erythrozyten stoßen wird.

In einem weiteren Experiment das Team live Mäuse mit eine tödliche Dosis von ein schnell wirkendes Toxin injiziert. Wenn die Flotte der Nanosponges zwei Minuten, bevor das Toxin bereitgestellt wurde, überlebten 89 Prozent der Mäuse. Wenn die Nanosponges der Maus zwei Minuten nach dem Toxin gegeben wurden, überlebten 44 Prozent.

"Es ist eine Frage des wie schnell das Toxin in den Körper, wirkt", sagte Hu, der rechnet mit höhere Ebenen des Überlebens zu sehen, ob eine Toxin langsamer ist, die roten Blutkörperchen angreifen.

HU meint, dass Nanosponges sehr viel versprechend für die Behandlung von bakteriellen Infektionen zu halten.

Das Team hofft, Arbeit an Nanosponges für den menschlichen Gebrauch zu beginnen. Aber langfristige Risiken müssen untersucht werden, bevor die absorbierende Partikel von Labormäusen Arztes Büros oder Apotheken, um machen.

Die Forscher wissen noch nicht ob Nanosponges bei Menschen funktioniert.

"Es ist wirklich ein Fremdkörper, den du gehst in den menschlichen Körper setzen", sagte Dave Rasko, Assistant Professor am Institute for Genome Sciences an der University of Maryland School of Medicine in Baltimore, der nicht an der Studie beteiligt war. "Man muss immer Gelegenheit für dort irgendeine Art einer Immunantwort zu sein."

HU und seine Kollegen haben keine Hinweise auf schädliche Auswirkungen von Nanosponges bei Mäusen gefunden. Er glaubt, dass das menschliche Immunsystem auch diese Partikel als normaler roter Blutkörperchen zu behandeln.

Wenn die Technologie sicher ist, es könnte eine echte Alternative zu werden oder in Kombination mit Antibiotika verwendet.

"Ich sehe es als eine große Sache für Menschen [in] die militärische oder first Responder", sagte Rasko. Er denkt, dass Nanosponges auch gegen Biowaffen wie Anthrax und Ricin eingesetzt werden könnte.

Ryder Diaz ist ein Wissenschaftsjournalist, mit Sitz in Santa Cruz, Kalifornien

In Science News Service wird unterstützt durch das American Institute of Physics.