一项新的研究表明,一种伪装成红细胞的微型海绵可以吸收从炭疽到蛇毒等多种毒素。
新的“纳米海绵”于4月14日在《自然纳米技术》杂志上描述,它利用了这样一个事实:从超级细菌到大肠杆菌,许多威胁都使用相同的策略来破坏细胞。
这些纳米颗粒,也称为纳米海绵,充当诱饵,引诱并使致命化合物失效。当注射到小鼠体内时,这些微小的诱饵可以保护小鼠免受耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(或MRSA)产生的致命剂量毒素的侵害。
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需要在人体中进行后续研究。但如果结果是积极的,那么这种微小的红细胞模拟物可能会成为“可以用来治疗许多不同毒素的通用平台”,加州大学圣地亚哥分校的生物工程师、研究合著者胡哲明说。
微型机器人
细菌和毒药的主要策略之一是在细胞上穿孔,破坏其内部化学平衡并导致它们破裂,胡哲明告诉LiveScience。
但到目前为止,研究人员在创建利用这种漏洞的通用疗法方面还没有取得太大成功。
因此,研究人员创建了一个乳酸副产物的微小球形核心,乳酸副产物在人体代谢过程中自然形成。然后,他们用红色血细胞的外表面包裹这些核心。(为了获得红细胞的外皮,他们利用细胞内外粒子浓度的差异导致细胞破裂,然后收集它们的外膜)
整个组合变成了一个微小的纳米海绵,直径约为85纳米,或比人类头发小100倍,胡哲明说。
在细胞培养物中,伪装的海绵充当诱饵,将来自MRSA、链球菌(引起链球菌性咽喉炎的细菌)和蜂毒的毒素吸引到其表面,然后与“毒药”通常用来刺穿细胞的结构结合。[照片集:十大最致命动物]
“当它们粘附到纳米海绵上时,特定的破坏性结构就会被占据,然后身体可以消化整个颗粒,”胡哲明告诉LiveScience,他指的是毒素和纳米海绵。
接下来,该团队给18只小鼠注射了致命剂量的MRSA毒素。然后,一半的小鼠接受了纳米海绵的剂量。
对照组的所有小鼠都死亡了,而接受治疗的小鼠中,除了一只之外,都存活了下来。
广泛治疗
由于许多细菌使用相同的成孔策略,因此当医生不确切知道是什么引起疾病时,纳米海绵可以用作通用治疗方案。
胡哲明说,海绵的微小尺寸意味着少量血液(用于伪装)可用于制成有效剂量。它们的小尺寸还使它们能够自由地在血管中循环,引诱足够的毒素以产生影响,并且仍然可以安全地降解。
作为后续研究,研究人员希望看看该方法是否在人类血液中有效,以及是否对其他有毒化学物质(如蝎子毒液和炭疽)有效,这些物质使用类似的攻击策略。
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