Hồng cầu nhân tạo với những tính năng mới

Nhưng cho đến nay, hầu hết các tế bào hồng cầu nhân tạo chỉ có một vài, chứ chưa phải tất cả những tính năng chính của các nguyên mẫu tự nhiên.

Cách đây không lâu, trên tập san ACS Nano, một nhóm các nhà nghiên cứu công bố một bản báo cáo, cho biết đã tạo ra các tế bào hồng cầu nhân tạo, có tất cả các những tính năng tự nhiên của tế bào và có thêm những tính năng mới.

Như đã biết, những tế bào hồng cầu (RBC) hấp thụ oxy từ phổi và đưa đến các mô tế bào cơ thể. Những tế bào (RBC) hình đĩa này chứa hàng triệu phân tử hemoglobin (hồng huyết cầu) - một loại protein có chứa sắt để liên kết với oxy.

Những tế bào hồng cầu rất linh hoạt, có thể tự kéo dài để đi qua các mao mạch nhỏ và sau đó phục hồi trở lại hình dạng ban đầu. Những tế bào RBC chứa protein trên bề mặt có thể lưu thông trong các mạch máu thời gian dài mà không bị các tế bào miễn dịch nuốt chửng.

Các nhà khoa học Wei Zhu thuộc Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc, C. Jeffrey Brinker thuộc trường Đại học New Mexico và các đồng nghiệp phát triển giải pháp mới, chế tạo ra hồng cầu nhân tạo, có những tính năng tương tự như tự nhiên, nhưng cũng có thể thực hiện các sứ mệnh mới như vận chuyển thuốc điều trị, có thể hướng đến mục tiêu bằng từ tính và phát hiện độc tố trong cơ thể.

Các nhà nghiên cứu tạo ra các tế bào tổng hợp bằng cách phủ lên RBCs của máu người hiến tặng bằng một lớp silica mỏng (đi ôxít silic vô định hình).

Sau đó phủ tiếp các các polyme tích điện dương và âm lên các silica-RBC, các nhà khoa học sử dụng giải pháp khắc silica để nguyên mẫu silica trở lên xốp (có nhiều lỗ hổng và linh hoạt hơn, sau đó sử dụng mẫu silica này tạo ra các bản sao. Cuối cùng, các nhà khoa học phủ lên bề mặt những bản sao này một lớp màng hồng cầu RBC tự nhiên.

Các tế bào nhân tạo này có kích thước, hình dạng, điện tích và protein bề mặt tương tự như tế bào hồng cầu tự nhiên, đặc biệt là có thể kéo dài hình dạng khi đi qua những mao mạch nhỏ, sau đó lại phục hồi  trạng thái ban đầu.

Ở chuột, hồng cầu tổng hợp nhân tạo hoạt động trong khoảng thời gian hơn 48 giờ, có thể hấp thụ oxy và đi theo các mạch máu đến các mô, không quan sát được có độc tính ảnh hưởng đến cơ thể.

Tế bào hồng cầu nhân tạo có thể mang thuốc đến vị trí cần điều trị và phát hiện độc tố trong cơ thể.

Các nhà nghiên cứu đưa vào những tế bào hồng cầu nhân tạo thuốc chống ung thư, cảm biến độc tố hoặc hạt nano từ tính và có thể đóng vai trò làm mồi nhử thu hút độc tố của vi khuẩn.

Những nghiên cứu trong tương lai sẽ khám phá tiềm năng vô tận của những tế bào nhân tạo trong các ứng dụng y tế, như những liệu pháp điều trị ung thư và độc tố sinh học.