A nanomágnesek tisztítják a vért - eltávolítva a méreganyagokat és a gyulladásos fehérjéket
Percek alatt eltávolítja a méreganyagokat és a gyulladásos fehérjéket
Speciálisan gyártott nano-mágnesek segítségével a tudósoknak néhány perc alatt sikerült megtisztítaniuk a vért egy toxintól. A korábbi hasonló megközelítésekkel ellentétben nem találtak negatív hatást a vérre. Ha a folyamat hatékonynak bizonyul az élő szervezetben, akkor például gyorsan és hatékonyan segíthet a vérmérgezésben szenvedőknek.
Átmérőjük mindössze 30 nanométer, és kevesebb, mint egy gramm belőlük elegendő ahhoz, hogy néhány óra alatt megtisztítsák az emberi emberi vért egy bizonyos toxintól: speciálisan előkészített nanomágnesek. Legalábbis ezt mutatták az első emberi vérrel végzett in vitro vizsgálatok. Inge Herrmann, az ETH Zürichi Vegyészeti és Biomérnöki Intézetének doktori disszertációjában az apró mágneseket felszerelte Wendelin Stark ETH professzorral a zürichi egyetemi kórházzal együttműködve, hogy azok megköthessék a betegséget okozó anyagokat a vérben.
Tisztítás öt perc alatt
A tudósok funkcionalizált mágneseik tulajdonságait emberi teljes vérrel tesztelték: Mivel a vérnek nagy a viszkozitása, viszonylag erős mágneseket kevertek a vérbe, finoman elforgatva őket. Alig öt perc alatt a mágnesek szinte teljesen megkötötték a szóban forgó toxint. "A molekulák kötődési sebessége a mágnesekhez kötődési állandójuktól függ" - mondja Herrmann. "Minél nagyobb az állandó, annál gyorsabban kapcsolódik a mágnes antitestje például az antigénhez." A sikeres eljárás után a tudósok az ér külsejére rögzített állandó mágnessel „halászták ki” a vérből a mágneseket.
Bármilyen méretű "hal" molekulák
A mágnesek pórusmentes, sima felületének két fő előnye van: nagy kötési képesség és jó hozzáférhetőség a megkötendő anyagok, a ligandumok számára. Ez megakadályozza a pórusokba történő lassú diffúziót, amint az a hagyományos módszerekkel történik. A módszer másik fontos szempontja, hogy a különböző méretű és súlyú szennyező anyagok szelektíven eltávolíthatók a vérből, míg a vérben hasonló nagyságrendű létfontosságú anyagok, például az immunrendszer antitestjei vagy a plazmafehérjék maradnak.
A dialízisre és a vérplazma pótlására már nincs szükség
Kis, túlságosan patogén molekulákat, például karbamidot, káliumot vagy kreatinint vontak ki a véráramból dialízissel, szűréssel vagy abszorpciós eljárásokkal. A test saját betegségeket okozó anyagai vagy toxinjai azonban néha túl nagy molekulákkal rendelkeznek ahhoz, hogy ilyen módszerekkel el lehessen őket különíteni, mivel különben a létfontosságú molekulák is elvesznének. Jelenleg csak a vérplazma teljes cseréje segíthet.
Ha a vértisztítást konkrét mágnesek segítségével lehetne a gyakorlatban megvalósítani, az komoly orvosi áttörést jelentene, a tudósok meg vannak róla győződve. A Herrmann számára különösen érdekes, hogy a mágnesek a picomole tartomány legkisebb molekuláit is képesek megkötni. Ez különösen fontos a gyulladásos folyamatokért felelős fehérjék esetében.
Nincsenek negatív következményei a vérre nézve
Egy korábbi vizsgálattal ellentétben, amely körülbelül 45-szer annyi mágnest használt és elpusztította a vörösvérsejteket, a tudósok nem találtak negatív hatást a vér fiziológiájára. Sem a vörösvérsejtek, sem a véralvadás nem változott. Meg kell oldani minden aggodalmat, miszerint a mágnesek túl sok vasat bocsáthatnak ki a vérbe. Egyrészt szénhéjjal vannak bevonva, másrészt nagyon sav- és hőmérsékletállóak. És ha mindennek ellenére a vérben lévő mágnesek több mint fele feloldódik, a felszabadult vas mennyisége kevesebb lesz, mint amit vashiány esetén adnának be - írják a kutatók.
A következő lépés annak ellenőrzése, hogy az eljárás sikeresen alkalmazható-e élő szervezetre. Ha igen, ideális kiegészítője lehet a súlyos mérgezések, szepszis, anyagcsere-rendellenességek és autoimmun betegségek hagyományos terápiájának.