Kutatók megkísérelték olyan szintetikus vörösvérsejteket kifejlesztését, amelyek utánozzák a természetes sejtek kedvező tulajdonságait, mint például a rugalmasság, az oxigén szállítás és a hosszú keringési idő. Eddig azonban a legtöbb mesterséges vörösvértest nem volt szakasztott mása az eredetinek. Az ACS Nano tudományos szaklapban publikált beszámoló szerint a kutatók most végre olyan szintetikus vörösvérsejteket készítettek, amelyek nemcsak hasonlítanak a természetesekre, de új képességekkel is rendelkeznek.

A vörösvértestek (RBC-k) felveszik az oxigént a tüdőből, és továbbítják a test szöveteihez. Ezek a lemez alakú sejtek több millió molekulát tartalmaznak, például hemoglobint, egy vastartalmú fehérjét, amely megköti az oxigént. A vörösvértestek mindemellett rendkívül rugalmasak, ami lehetővé teszi, hogy az apró hajszálereken is átjuthassanak, majd visszanyerjék korábbi alakjukat. A sejtek felülete fehérjét is tartalmaz, emiatt hosszú ideig keringhetnek az erekben anélkül, hogy az immunsejtek elpusztítanák őket. Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker és munkatársai olyan mesterséges vörösvértesteket készítettek, melyek tulajdonságai hasonlóak a természetes vörösvértestekhez, ugyanakkor

új feladatokat is elvégezhetnek, például terápiás gyógyszerbejuttatást, mágneses célzást és toxindetektálást.

A kutatók a szintetikus sejteket úgy állították elő, hogy az önkéntesek által felajánlott vörösvértesteket először vékonyan bevonták szilícium-dioxid-réteggel, ezután a pozitív és negatív töltésű polimereket rétegezték a szilícium-dioxid-RBC-ken, majd a szilícium-dioxidot eltávolításával rugalmas másolatokat produkáltak. Végül a csapat bevonta a replikák felületét természetes RBC membránokkal. A mesterséges sejtek méretben, alakban, töltésben és felszíni fehérjékben hasonlóak voltak a természetes sejtekhez, és alakjuk elvesztése nélkül átjutottak a teszten használt modell hajszálereken. Egereken végzett kísérletekben a szintetikus vörösvértestek

több mint negyvennyolc órán át működtek, mellékhatások nélkül.

A kutatók a mesterséges sejteket hemoglobinnal, rákellenes gyógyszerrel, toxinérzékelővel vagy mágneses nanorészecskékkel töltötték be, hogy igazolják, képesek a szállításra. Sőt a csoport azt is kimutatta, hogy az új vörösvértestek csalétekként szolgálhatnak egy bakteriális toxin számára. A szakértők szerint a jövőbeni kutatások feltárják a mesterséges sejtek lehetőségeit az orvosi alkalmazásokban, például a rákterápiában és a toxinok bioérzékelésében.

Keringési rendszerünk különlegesebb mint gondolnánk

Ki gondolná például, hogy a szívizomsejtek millióinak egyidejű összehúzódásával szívünk egyetlen nap alatt akkora erőt fejt ki, ami képes lenne egy autót közel száz méter magasra a levegőbe röpíteni. Ahhoz, hogy sejtjeink a nap minden másodpercében elegendő oxigént kapjanak, ezáltal szervezetünk biztosítsa működését és fennmaradását, átlagosan öt liter vérnek kell áramolnia az artériák, vénák és kapillárisok mintegy százezer kilométer hosszú hálózatában. És az alig harminc dekagramm súlyú szív feladata, hogy a komplett rendszert keringésben tartsa. Az izompumpa zseniális működésének titka a szívizomsejtekben rejlik, amelyek milliói mind egyidejűleg húzódnak össze. A létfontosságú folyadékok keringetéséhez természetesen nem csak egy jó pumpa, de megfelelő érhálózat is kell: miután a vér kiáramlik a szívből, egyre kisebb és kisebb artériákon keresztül szállítja az oxigént, míg végül eléri a kapillárisok még szűkebb hálózatát. Ezek a hajszálerek olyan kicsiny keresztmetszetűek, hogy a néhány mikrométernyi vörösvértesteknek egy sorban kell átpréselődniük rajtuk.

A szervezetet tízmilliárdnyi kapilláris hálózza be. A véráram naponta százezernél is több kilométernyi érszakaszt megtesz, ami két és félszer több, mintha megkerülné a Földet.

Kevesebb, mint egy perc alatt kering körbe a vér szervezetünkben, néha még ennél is gyorsabban halad. Bár az agy tömege testsúlyunk alig két százaléka, oxigénszükségletünknek mégis húsz százalékát felemészti. Ezért elég mindössze tíz másodpercnyi oxigénhiányos állapot, hogy elveszítsük eszméletünket. Négy percen túl pedig tartós károsodást szenved. Az említett testfolyadék azonban sokkal többet nyújt az oxigénnél. Egyetlen csepp vér akár négyszázezer fehérvérsejtet is tartalmazhat, amelyek folyamatosan járőrözve kutatnak az idegen anyagok és fertőzések, így a baktériumok, vírusok, illetve daganatsejtek után. Utóbbiak esetén sajnos néha nem járnak sikerrel, és ilyenkor a támadó sejtek elszaporodhatnak.

(Fotó: Getty Images Hungary)