一項新的研究表明,一種偽裝成紅細胞的微型海綿可以吸收從炭疽到蛇毒等多種毒素。
新的“奈米海綿”於4月14日在《自然奈米技術》雜誌上描述,它利用了這樣一個事實:從超級細菌到大腸桿菌,許多威脅都使用相同的策略來破壞細胞。
這些奈米顆粒,也稱為奈米海綿,充當誘餌,引誘並使致命化合物失效。當注射到小鼠體內時,這些微小的誘餌可以保護小鼠免受耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(或MRSA)產生的致命劑量毒素的侵害。
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需要在人體中進行後續研究。但如果結果是積極的,那麼這種微小的紅細胞模擬物可能會成為“可以用來治療許多不同毒素的通用平臺”,加州大學聖地亞哥分校的生物工程師、研究合著者胡哲明說。
微型機器人
細菌和毒藥的主要策略之一是在細胞上穿孔,破壞其內部化學平衡並導致它們破裂,胡哲明告訴LiveScience。
但到目前為止,研究人員在建立利用這種漏洞的通用療法方面還沒有取得太大成功。
因此,研究人員建立了一個乳酸副產物的微小球形核心,乳酸副產物在人體代謝過程中自然形成。然後,他們用紅色血細胞的外表麵包裹這些核心。(為了獲得紅細胞的外皮,他們利用細胞內外粒子濃度的差異導致細胞破裂,然後收集它們的外膜)
整個組合變成了一個微小的奈米海綿,直徑約為85奈米,或比人類頭髮小100倍,胡哲明說。
在細胞培養物中,偽裝的海綿充當誘餌,將來自MRSA、鏈球菌(引起鏈球菌性咽喉炎的細菌)和蜂毒的毒素吸引到其表面,然後與“毒藥”通常用來刺穿細胞的結構結合。[照片集:十大最致命動物]
“當它們粘附到奈米海綿上時,特定的破壞性結構就會被佔據,然後身體可以消化整個顆粒,”胡哲明告訴LiveScience,他指的是毒素和奈米海綿。
接下來,該團隊給18只小鼠注射了致命劑量的MRSA毒素。然後,一半的小鼠接受了奈米海綿的劑量。
對照組的所有小鼠都死亡了,而接受治療的小鼠中,除了一隻之外,都存活了下來。
廣泛治療
由於許多細菌使用相同的成孔策略,因此當醫生不確切知道是什麼引起疾病時,奈米海綿可以用作通用治療方案。
胡哲明說,海綿的微小尺寸意味著少量血液(用於偽裝)可用於製成有效劑量。它們的小尺寸還使它們能夠自由地在血管中迴圈,引誘足夠的毒素以產生影響,並且仍然可以安全地降解。
作為後續研究,研究人員希望看看該方法是否在人類血液中有效,以及是否對其他有毒化學物質(如蠍子毒液和炭疽)有效,這些物質使用類似的攻擊策略。
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