Крихітні нано-губки можуть очистити кров від небезпечних токсинів
Напевно ви бачили в багатьох фільмах сцену, як після укусу змії людині доводиться відсмоктувати отруту зміїну з місця укусу для того, щоб залишитися в живих. Але це було б набагато простіше, якби у людини щось, зване нано-губками, розробленими вченими з Каліфорнійського університету, очолюваними професором Лиэнгфэнгом Зангом (Liangfang Zhang). Ці нано-губки являють собою особливі наночастинки, які наслідують еритроцитів крові людини і, потрапивши всередину кровоносної системи, вбирають в себе смертельні токсини, включаючи токсини зміїної отрути або виробляються деякими видами бактерій.
Нано-губки складаються з ядра, виготовленого з біологічно сумісного пластику, яке покривається мембраною від еритроцитів крові людини. Таке покриття дозволяє обдурити імунну систему організму, змушуючи організм вважати нано-губки приналежністю цього організму і не нападати на них, як на сторонні об'єкти. Кожна нано-губка в 3000 разів менше клітини еритроцита, тому однією мембрани від загиблого еритроцита вистачає на те, щоб покрити сотні і тисячі нано-губок.
Коли нано-губки потрапляють в кровотік, вони привертають до себе токсини певного виду, які закріплюються на складках покриття, діючи подібно звичайним еритроцитів. Такі токсини, які вбивають живі клітини, деформуючи їх мембрану, містяться не тільки в отрутах змій і комах, вони у великих кількостях виробляються деякими видами бактерій, таких як MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus aureus) та E. coli.
Коли в кровотік потрапляє велика кількість нано-губок, за рахунок їх малих розмірів число цих нано-губок у багато разів починає перевищувати кількість еритроцитів. Це призводить до того, що велика частина токсину осідає на стінках нано-губок, залишаючи у спокої клітини крові та інших тканин організму. Нано-губки з токсином надходять у печінку, де благополучно розкладаються, не надаючи ніякого шкідливого впливу на організм.
Під час проведених випробувань 89 відсотків піддослідних тварин успішно пережили вплив смертельної дози токсину alpha-haemolysin, що виробляється бактеріями MRSA, у випадку попереднього введення нано-губок в кров тварин. Ця кількість зменшилася до 44 відсотків тоді, коли нано-губки були введені в кров вже після потрапляння туди токсину.
Слід особливо зауважити, що використання нано-губок має безліч переваг порівняно з використанням всіляких антитоксинов, протиотрут і сироваток. Всі існуючі сучасні протиотрути орієнтовані на нейтралізацію одного або декількох основних видів токсинів, при цьому, протиотрута вводиться вже після потрапляння токсину в організм, що знижує ефективність його дії. Нано-губки можна вводити в організм заздалегідь, подібно своєрідною щеплення, яка робиться перед походом в потенційно небезпечну місцевість або на самому початку при першому виявленні інфекційного захворювання. При цьому, нано-губки ефективно нейтралізують дію переважної більшості токсинів, будучи, по суті, універсальним протиотрутою.
Найближчим часом планується проведення клінічних випробувань нано-губок, а більш докладний їх опис і опис принципів їх роботи було опубліковано в останньому випуску журналу Nature Nanotechnology.