A nanomágnesek tisztítják a vért
A tudósok speciálisan gyártott nano-mágnesekkel néhány perc alatt megtisztíthatták a vért egy toxinból. A folyamat ígéretesnek tűnik. Ha a módszer átültethető a gyakorlatba, akkor egyszer és gyorsan segíthet a vérmérgezésben szenvedőknek.
Átmérőjük mindössze 30 nanométer (30 milliméter milliméter), 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.
Specifikus mágnesek
Inge Herrmann, az ETH Zürichi Vegyi és Biomérnöki Intézetének doktori dolgozatában az apró mágneseket felszerelte Wendelin Stark ETH professzorral a Zürichi Egyetemi Kórházzal együttműködve, hogy azok megköthessék a betegségeket okozó anyagokat a vérben. A tudósok funkcionalizált mágneseik tulajdonságait emberi teljes vérrel tesztelték: Mivel a vérnek nagy a viszkozitása, viszonylag erős mágneseket kevertek a vérrel, 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 egyesül a mágnes antitestje az antigénnel." A sikeres eljárás után a tudósok az edény külsejéhez rögzített állandó mágnessel "halászták" ki a vérből a mágneseket.
Bármilyen méretű "hal" molekulák
A mágnesek pórusmentes, sima felületének két fő előnye van: nagy kötőképesség 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 kicsi, túlságosan patogén molekulákat, például a karbamidot, a káliumot vagy a kreatinint, a dialízis, a szűrés vagy az abszorpciós folyamatok révén szokásosan kivonják a véráramból. A test saját betegségeket okozó anyagai vagy hozzáadott toxinjai azonban néha túl nagy molekulákkal rendelkeznek ahhoz, hogy ilyen módszerekkel el lehessen őket különíteni, mivel különben a létfontosságú molekulák is elvesznének. Eddig csak a vérplazma teljes pótlása segített. 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.
Ígéretes megközelítés
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.
Bibliográfia:
Herrmann IK és mtsai: Vértisztítás funkcionális mag/héj nanomagnetekkel, kicsi 2010, 6, 1388-1392. DOI: 10.1002/smll.201000438