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O nanosponge novo remove com segurança as toxinas perigosas da circulação sanguínea

Os coordenadores no University of California, San Diego inventaram um “nanosponge” capaz com segurança de remover uma classe larga de toxinas perigosas da circulação sanguínea - incluindo as toxinas produzidas por MRSA, por Escherichia Coli, por serpentes venenosas e por abelhas. Estes nanosponges, que foram estudados até aqui nos ratos, podem neutralizar a “poro-formação das toxinas,” que destroem pilhas picando furam em suas membranas de pilha. Ao contrário de outras plataformas da antitoxina que precisam de ser o costume sintetizou para o tipo individual da toxina, os nanosponges pode absorver toxinas deformação diferentes apesar de suas estruturas moleculars. Em um estudo contra a toxina do alfa-haemolysin de MRSA, o pre-innoculation com nanosponges permitiu 89 por cento dos ratos de sobreviver a doses letais.

Administrar nanosponges após a dose letal conduziu a uma sobrevivência de 44 por cento.

A equipe, conduzida por nanoengineers na escola de Uc San Diego Jacobs da engenharia, publicou os resultados na nanotecnologia da natureza 14 de abril.

“Esta é uma maneira nova de remover as toxinas da circulação sanguínea,” disse Liangfang Zhang, um professor nanoengineering na escola de Uc San Diego Jacobs da engenharia e no autor superior no estudo. “Em vez de criar tratamentos específicos para toxinas individuais, nós estamos desenvolvendo uma plataforma que possa neutralizar as toxinas causadas por uma vasta gama de micróbios patogénicos, incluindo MRSA e outras bactérias resistentes aos antibióticos,” dissemos Zhang. O trabalho poderia igualmente conduzir às terapias não-espécie-específicas para as mordidas da serpente peçonhento e as picadas de abelha, que o fariam mais provavelmente que os fornecedores de serviços de saúde ou em risco indivíduos terão os tratamentos do salvamento disponíveis quando os precisam mais.

Os pesquisadores estão apontando traduzir este trabalho em terapias aprovadas. “Uma das primeiras aplicações que nós estamos apontando para seria um tratamento da anti-virulência para MRSA. É por isso nós estudamos uma das toxinas as mais virulentos de MRSA em nossas experiências,” disse “Jack” Che-Ming Hu, primeiro autor no papel. Hu, agora um pesquisador cargo-doutoral no laboratório de Zhang, ganhou seu Ph.D. na tecnologia biológica de Uc San Diego em 2011.

Os aspectos deste trabalho serão apresentados o 18 de abril na expo da pesquisa, na pesquisa anual do aluno diplomado e no evento dos trabalhos em rede da escola de Uc San Diego Jacobs da engenharia.

Nanosponges como chamarizes

A fim iludir o sistema imunitário e permanecer na circulação na circulação sanguínea, os nanosponges são envolvidos nas membranas de glóbulo vermelhas. Este glóbulo vermelho que cloaking a tecnologia foi desenvolvido no laboratório de Liangfang Zhang em Uc San Diego. Os pesquisadores demonstraram previamente que os nanoparticles disfarçados como glóbulos vermelhos poderiam ser usados para entregar drogas cancro-de combate directamente a um tumor. Zhang igualmente tem uma nomeação da faculdade no centro do cancro de Uc San Diego Moores.

Os glóbulos vermelhos são um dos alvos preliminares de toxinas deformação. Quando todo um grupo de toxinas punciona a mesma pilha, formando um poro, os íons descontrolados apressam-se dentro e a pilha morre.

Os nanosponges olham como glóbulos vermelhos, e conseqüentemente saque como os chamarizes vermelhos do glóbulo que recolhem as toxinas. Os nanosponges absorvem toxinas prejudiciais e desviam-nas longe de seus alvos celulares. Os nanosponges tiveram uma meia-vida de 40 horas nas experiências dos pesquisadores nos ratos. Eventualmente o fígado metabolizou com segurança os nanosponges e as toxinas confiscadas, com o fígado que não incorre nenhum dano discernível.

Cada nanosponge tem um diâmetro de aproximadamente 85 nanômetros e é feito de um núcleo biocompatible do polímero envolvido nos segmentos das membranas de glóbulos vermelhas.

A equipe de Zhang separa os glóbulos vermelhos de uma amostra pequena de sangue usando um centrifugador e põe então as pilhas em uma solução que faça com que inchem e estourem, liberando a hemoglobina e saindo das peles do RBC atrás. As peles estão misturadas então com os nanoparticles bola-dados forma até que estejam revestidas com uma membrana de glóbulo vermelha.

Apenas uma membrana de glóbulo vermelha pode fazer milhares dos nanosponges, que são 3.000 vezes menores do que um glóbulo vermelho. Com uma única dose, este exército dos nanosponges inunda o córrego do sangue, ultrapassando glóbulos vermelhos e interceptando toxinas.

Baseado em experiências do tubo de ensaio, o número de toxinas que cada nanosponge poderia absorver dependido da toxina. Por exemplo, a toxina do alfa-haemolysin aproximadamente 85 produziu por MRSA, por 30 toxinas do stretpolysin-O e por 850 monomoers do melittin, que são parte do veneno da abelha.

Nos ratos, administrar nanosponges e toxina do alfa-haemolysin simultaneamente na toxina--nanosponge à relação do 70:1 neutralizou as toxinas e não causou nenhum dano discernível.

Um passo seguinte, os pesquisadores dizem, são levar a cabo ensaios clínicos.