Schweiziska forskare har lyckats rensa ett toxin från blod på bara några minuter, med specialproducerade nanomagneter. Förfarandet verkar lovande. Om metoden kan genomföras, det kan en dag hjälpa människor med blodförgiftning snabbt och effektivt.

De är bara 30 nanometer i diameter, och mindre än ett gram av dem räcker för att rensa blodet från hela människokroppen från ett specifikt toxin inom några timmar:specialberedda nanomagneter. Detta är åtminstone vad som har visats i de första in vitro-försöken med människoblod.

Specifika magneter

I sin doktorsavhandling under ETH -professor Wendelin Stark, Inge Herrmann från Institute of Chemistry and Bioengineering Sciences vid ETH Zurich har, i samarbete med universitetssjukhuset i Zürich, utrustade minutmagneterna så att de kan binda sjukdomsframkallande ämnen i blodet till sig själva. Forskarna testade egenskaperna hos deras funktionaliserade magneter med mänskligt helblod. Eftersom blod har en hög viskositet, de blandade relativt starka magneter med blodet genom att försiktigt svänga det. På mindre än fem minuter hade magneterna nästan helt bundit motsvarande toxin till sig själva. "Hastigheten med vilken molekylerna binder till magneterna beror på deras bindningskonstant", säger Herrmann. ”Ju högre konstanter, desto snabbare är magnetens antikropp, till exempel, binder till antigenet ”. Efter det framgångsrika förfarandet, forskarna "fiskade" magneterna ur blodet med en permanentmagnet monterad på utsidan av kärlet.

"Fiske" efter molekyler i olika storlekar

Det porfria, slät yta på magneterna har två stora fördelar:en stor bindningskapacitet och god tillgänglighet för de ämnen som ska bindas, liganderna. Detta förhindrar långsam diffusion i porerna, som förekommer med konventionella metoder. En annan viktig aspekt av metoden är att föroreningar av olika storlekar och vikter selektivt kan avlägsnas från blodet, medan vitala ämnen av liknande storlek, såsom antikroppar från immunsystemet eller plasmaproteiner, finns kvar i blodet.

Små molekyler som kan göra en person sjuk när den finns i överskott, såsom urea, kalium eller kreatinin, avlägsnas konventionellt från blodcirkulationen genom dialys, filtrerings- eller absorptionsmetoder. Dock, kroppens egna sjukdomsframkallande ämnen eller införda toxiner har ibland molekyler som är för stora för att de ska kunna elimineras med sådana metoder, eftersom annars också vitala molekyler skulle gå förlorade. Tills nu, den enda lösningen har varit ett fullständigt utbyte av blodplasma. Om vi ​​skulle lyckas genomföra blodrening med specifika magneter, forskarna är övertygade om att detta skulle vara ett stort medicinskt genombrott. För Herrmann, det som är intressant framför allt är att magneterna kan binda även de minsta molekylerna i pico-molarområdet till sig själva. Detta är särskilt viktigt när det gäller proteiner, som är ansvariga för inflammatoriska processer.

Lovande tillvägagångssätt

Till skillnad från en tidigare studie, där arbete utfördes med cirka 45 gånger så många magneter och där de röda blodkropparna förstördes, forskarna kunde inte upptäcka några negativa effekter på blodets fysiologi. Varken de röda blodkropparna eller blodkoagulationen försämrades. Rädsla för att magneterna kan släppa ut för mycket järn i blodet är ogrundade, de säger. För en sak, de är inneslutna med ett kolskal, och för en annan är de mycket resistenta mot syra och temperatur. Och även om, trots allt, över hälften av magneterna löstes upp i blodet, mängden järn som sålunda frigörs skulle vara mindre än den som ges vid järnbrist.

Om förfarandet framgångsrikt kan tillämpas på en levande organism ska testas i ett efterföljande skede. Om så är fallet, det kan vara ett idealiskt komplement till konventionella behandlingar vid allvarlig förgiftning, sepsis, metaboliska störningar och autoimmuna sjukdomar.