Forskare har försökt utveckla syntetiska röda blodkroppar som efterliknar de gynnsamma egenskaperna hos naturliga, som flexibilitet, syretransport och långa cirkulationstider. Men hittills, de flesta artificiella röda blodkroppar har haft en eller ett fåtal, men inte allt, nyckelegenskaper hos de naturliga versionerna. Nu, forskare som rapporterar in ACS Nano har gjort syntetiska röda blodkroppar som har alla cellers naturliga förmågor, plus några nya.

Röda blodkroppar (RBC) tar upp syre från lungorna och levererar det till kroppens vävnader. Dessa skivformade celler innehåller miljontals molekyler av hemoglobin - ett järnhaltigt protein som binder syre. RBC är mycket flexibla, vilket gör att de kan klämma sig igenom små kapillärer och sedan studsa tillbaka till sin tidigare form. Cellerna innehåller också proteiner på sin yta som gör att de kan cirkulera genom blodkärlen under lång tid utan att slukas upp av immunceller. Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker och kollegor ville göra konstgjorda röda blodkroppar som hade liknande egenskaper som naturliga, men som också kan utföra nya jobb som terapeutisk läkemedelsleverans, magnetisk inriktning och toxindetektering.

Forskarna gjorde de syntetiska cellerna genom att först belägga donerade mänskliga röda blodkroppar med ett tunt lager av kiseldioxid. De lade positivt och negativt laddade polymerer över kiseldioxid-RBC, och etsade sedan bort kiseldioxiden, producera flexibla kopior. Till sist, teamet täckte replikernas yta med naturliga RBC-membran. De konstgjorda cellerna var lika stora, form, laddning och ytproteiner till naturliga celler, och de kunde klämma sig igenom modellkapillärer utan att förlora sin form. Hos möss, de syntetiska röda blodkropparna varade i mer än 48 timmar, utan observerbar toxicitet. Forskarna laddade de konstgjorda cellerna med antingen hemoglobin, ett läkemedel mot cancer, en toxinsensor eller magnetiska nanopartiklar för att visa att de kunde bära laster. Teamet visade också att de nya röda blodkropparna kunde fungera som lockbete för ett bakteriellt toxin. Framtida studier kommer att utforska potentialen hos de konstgjorda cellerna i medicinska tillämpningar, såsom cancerterapi och toxinbiosensing, säger forskarna.