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Le nanosponge neuf élimine en toute sécurité les toxines dangereuses de la circulation sanguine

Les techniciens à l'Université de Californie, San Diego ont inventé un « nanosponge » capable d'enlever en toute sécurité une grande catégorie de toxines dangereuses de la circulation sanguine - comprenant des toxines produites par MRSA, Escherichia coli, serpents toxiques et abeilles. Ces nanosponges, qui jusqu'ici ont été étudiés chez les souris, peuvent neutraliser « les toxines porogènes, » qui détruisent des cellules en poussant trouent dans leurs membranes cellulaires. À la différence d'autres plates-formes d'antitoxine qui doivent être coutume synthétisée pour le type individuel de toxine, les nanosponges peuvent absorber différentes toxines porogènes indépendamment de leurs structures moléculaires. Dans une étude contre la toxine d'alpha-hémolysine de MRSA, le pre-innoculation avec des nanosponges a permis à 89 pour cent de souris de survivre des doses mortelles.

Administrer des nanosponges après la dose mortelle a mené à 44 pour cent de survie.

L'équipe, aboutie par des nanoengineers à l'école d'Uc San Diego Jacobs du bureau d'études, publiée les découvertes en nanotechnologie de nature 14 avril.

« C'est une voie neuve d'éliminer des toxines de la circulation sanguine, » a dit Liangfang Zhang, un professeur nanoengineering à l'école d'Uc San Diego Jacobs du bureau d'études et à l'auteur supérieur sur l'étude. « Au lieu de produire des traitements spécifiques pour différentes toxines, nous développons une plate-forme qui peut neutraliser des toxines provoquées par un large éventail d'agents pathogènes, y compris MRSA et d'autres bactéries résistant aux antibiotiques, » avons dit Zhang. Le travail pourrait également mener aux traitements de non-substance-détail pour les dégagements et les piqûres d'abeilles de serpent venimeux, qui l'effectueraient plus vraisemblablement que les fournisseurs de soins de santé ou les personnes à risque auront des demandes de règlement de sauvetage procurables quand ils ont besoin de elles plus.

Les chercheurs visent à traduire ce travail en traitements approuvés. « Une des premières applications que nous orientons pour serait une demande de règlement d'anti-virulence pour MRSA. C'est pourquoi nous avons étudié une des toxines les plus virulentes de MRSA dans nos expériences, » a dit « Jack » Che-Ming HU, le premier auteur sur le papier. HU, maintenant un chercheur post-doctoral en laboratoire de Zhang, a gagné son Ph.D. en bio-ingénierie d'Uc San Diego en 2011.

Des aspects de ce travail seront présentés le 18 avril à l'expo de recherches, à la recherche annuelle d'étudiant de troisième cycle et à l'événement réseau de l'école d'Uc San Diego Jacobs du bureau d'études.

Nanosponges comme leurres

Afin d'éluder le système immunitaire et rester dans la circulation dans la circulation sanguine, les nanosponges sont enveloppés dans des membranes d'hématie. Cette hématie masquant la technologie a été développée en laboratoire de Liangfang Zhang chez Uc San Diego. Les chercheurs ont précédemment expliqué que des nanoparticles déguisés comme hématies pourraient être employés pour livrer les médicaments de cancer-combat directement à une tumeur. Zhang a également une affectation de corps enseignant au centre de lutte contre le cancer d'Uc San Diego Moores.

Les hématies sont l'un des objectifs primaires des toxines porogènes. Quand un groupe de toxines tout crèvent la même cellule, formant un pore, les ions excessifs se précipitent dedans et la cellule meurt.

Les nanosponges ressemblent aux hématies, et pour cette raison au servir de leurres d'hématie qui rassemblent les toxines. Les nanosponges absorbent les toxines dommageables et les détournent à partir de leurs objectifs cellulaires. Les nanosponges ont eu une demi vie de 40 heures dans les expériences des chercheurs chez les souris. Éventuellement le foie a en toute sécurité métabolisé les nanosponges et les toxines séquestrées, avec du foie n'encourant aucun dégât perceptible.

Chaque nanosponge a un diamètre d'approximativement 85 nanomètres et est effectué d'un faisceau biocompatible de polymère enveloppé dans les segments des membranes d'hématies.

L'équipe de Zhang sépare les hématies d'un petit échantillon de sang utilisant une centrifugeuse et puis met les cellules dans une solution qui les fait gonfler et éclater, relâchant l'hémoglobine et laissant des peaux de GR derrière. Les peaux sont alors mélangées aux nanoparticles bille bille jusqu'à ce qu'elles soient enduites d'une membrane d'hématie.

Juste une membrane d'hématie peut effectuer des milliers des nanosponges, qui sont 3.000 fois plus petits qu'une hématie. Avec une dose unique, ces forces terrestres des nanosponges noient le flot de sang, dépassant des hématies et arrêtant en nombre des toxines.

Basé sur des expériences de laboratoire, le nombre de toxines que chaque nanosponge pourrait absorber dépendu de la toxine. Par exemple, la toxine de l'alpha-hémolysine approximativement 85 a produit par MRSA, 30 toxines de stretpolysin-O et 850 monomoers de melittin, qui font partie de venin d'abeille.

Chez les souris, administrer les nanosponges et la toxine d'alpha-hémolysine simultanément à a toxine--nanosponge au rapport de 70:1 a neutralisé les toxines et n'a endommagé aucun perceptible.

Une prochaine opération, les chercheurs disent, sont de poursuivre des tests cliniques.