Американские и китайские ученые получили первые синтетические эритроциты, ничем не уступающие натуральным и при этом способные переносить не только кислород и углекислый газ.

Эритроциты — самые многочисленные клетки нашего тела и единственные, лишенные ядер. По сути, это эластичные мембранные «пакеты», наполненные миллионами молекул гемоглобина — железосодержащего белка, переносящего кислород и углекислый газ. Гибкость позволяет эритроцитам проникать даже в капилляры, диаметр которых меньше их собственного.

Ученые давно пытаются создать аналогичные «клетки» искусственно, однако добиться от них одновременно и способности переносить кислород, и эластичности, и устойчивости к атакам лейкоцитов до сих пор не удавалось. Такая разработка появилась лишь недавно, и о ней рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале ACS Nano.

В качестве основы ученые из группы Джеффри Бринкера (Jeffrey Brinker) из Университета Нью-Мексико и Вэя Чжу (Wei Zhu) из Южно-Китайского технологического университета взяли натуральные эритроциты, покрыв их тончайшим (около 10 нанометров) слоем силикона. На такие стабилизированные клетки наносили полимерное покрытие, после чего силикон смывали, получив гибкие «пакеты» нужной дисковидной формы. Внутрь вносили целевые молекулы — прежде всего гемоглобин, — и, наконец, готовую систему покрывали фрагментами клеточных мембран эритроцитов.

Искусственный эритроцит; линейка соответствует двум микрометрам / ©Guo et al., 2020

Искусственные клетки оказались такими же гибкими, как натуральные, и в экспериментах на мышах они сохранялись в организме животных более 48 часов без заметных побочных эффектов. Более того, авторы показали, что подобные синтетические эритроциты можно наполнять не только гемоглобином, но и любым другим «полезным грузом».

Для демонстрации ученые получили различные «клетки», содержащие магнитные наночастицы, молекулы антибиотика, противоракового препарата, флуоресцентных датчиков токсинов и контрастного вещества для проведения МРТ. Авторы надеются, что созданный ими новый удобный инструмент вскоре найдет самое широкое применение в науке и медицине.