06.12.2017 | Устройство для очистки крови следующего поколения

Внешнее устройство, которое имитирует структуру селезенки, заполненное магнитными нанометровыми шариками, которые связывают множество патогенов и токсинов, позволило очистить от этих захватчиков крови крыс сепсисом. Дизайн экстракорпорального устройства был вдохновлен малыми сосудами и синусоидами внутри селезенки, через которые кровь медленно стекает, эффективно захватывая патогены.

Как работает устройство?

Устройство имеет два взаимосвязанных канала: один для текущей крови и другой, содержащий физиологический раствор, который захватывает и удаляет патогены. Магнитные нанобеды, покрытые генно-инженерной версией белка маннозного связывания лектина, которые обладают естественной склонностью к чужеродным токсинам и обычно функционируют как часть врожденной иммунной системы млекопитающих, вводятся в проточную кровь до того, как она входит в устройство. Это действительно впечатляющая демонстрация сложной биоинженерии. Сочетание био-искусственной селезенки и сконструированного белка действительно элегантно.

Значение изобретения

Экстракорпоральная очистка крови не является новой концепцией лечения сепсиса. Покрытая антибиотиками колонка, называемая «Toraymyxin», которая одобрена в Японии и Европе, в настоящее время находится в фазе клинических испытаний. Она может удалять эндотоксины из крови и, как было показано, улучшает результаты для пациентов с сепсисом. Другие подобные устройства были разработаны для смягчения симптомов сепсиса, и они включали гемофильтрацию воспалительных молекул, которые являются корнем так называемой цитокиновой бури, которая стимулирует повреждение органов у пациентов с сепсисом. Но предыдущие подходы не касались причины возникновения штормовых возбудителей.

Что предлагает устройство?

Природный белок - тип опсонина, известный своей способностью распознавать и связывать углеводные цепи, обнаруженные на поверхностях широкого спектра патогенов, включая грибы, бактерии, вирусы и паразиты, а также множественные токсины - стимулирует коагуляции крови и активирует другие компоненты иммунной системы. Команда ученых использовала генную инженерию для создания версии этого белка, которая связывает только патогены, прикрепляя его к магнитным нанобедам. Магнитное поле прикладывается к устройству для вытягивания бусинок из текущей крови. Сначала исследователи продемонстрировали способность устройства отфильтровывать около девяноста процентов дрожжей, грамотрицательных и положительных бактерий, включая четыре типа бактерий, устойчивых к метициллину, из образцов крови, пронизанных этими патогенами. Затем они подключили устройство к яремным венам крыс с сепсисом. Очистка способна избавить кровь крыс почти на сто процентов от патогенов и токсинов в течение нескольких часов. Испытания также показали, что удаление возбудителей прекратило выпуск воспалительных цитокинов. Специалисты в настоящее время изучают различные формулировки системы, чтобы разработать процесс продвижения технологии, перенеся ее сначала на более крупные исследования валидации животных.