Инфекционные заболевания могут привести к не меньшим трагическим последствиям, чем рак или любые другие неизлечимые недуги. Происходит это если болезнь дошла до стадии сепсиса или же наблюдается слишком мощный иммунный ответ. Лихорадка Эбола, которая ныне угрожает населению Земли чуть ли не пандемией, вдохновила исследователей из института Висса при Гарвардском университете создать искусственную селезёнку, которая очищала бы кровь от известных и неизвестных науке патогенов.
Медики Гарварда обратили внимание на тот факт, что большую часть времени по лечению инфекций крови занимают попытки диагностировать причины заболевания. Причём зачастую они безуспешны. Доктора, как правило, назначают антибиотики широкого спектра, что порой приводит к развитию устойчивости к антибиотикам у бактерий.
Устройство, разработанное Дональдом Ингбером (Donald Ingber) и его командой, позволяет не разбираясь в причинах заболевания, быстро очистить кровь от патогенов.
Искусственная селезёнка использует модифицированную версию связывающего маннозу лектина (MBL) — естественного белка, который присоединяется к молекулам сахара на поверхности более чем 90 видов различных бактерий, вирусов и грибков, а также токсинов, высвобождаемых мёртвыми бактериями, которые часто являются причиной сепсиса и чрезмерного иммунного ответа.
В рамках своего эксперимента исследователи покрыли магнитные шарики (диаметром 128 нанометров) изменённым белком MBL. Кровь, поступая внутрь "селезёнки", будет проходить через магнитный фильтр, очищаться от шариков с подцепленными будто на якорь патогенами и вновь поступать в естественный кровоток пациента.
Тестирование технологии проходило на крысах. Животных заразили кишечной палочкой и золотистым стафилококком, после чего прогнали кровь у некоторых особей через искусственную селезёнку. Через пять часов после заражения 89% грызунов, чья кровь была отфильтрована, выжили, по сравнению с 14% выживших в контрольной группе, которая не подвергалась лечению вообще.
Последующий анализ показал, что фильтр удалил около 90% всех бактерий из крови крыс. Более того, у особей из основной группы наблюдалось меньшее воспаление в лёгких, что указывало на низкий риск развития сепсиса.
Затем Ингбер и его команда проверили, сможет ли справиться их разработка с объёмом крови, нормальным для человеческого организма. Они взяли пять литров человеческой крови, заражённой бактериями и грибками, и прогнали их через искусственную селезёнку со скоростью один литр в час. Этот опыт показал, что большая часть патогенов может быть удалена из организма взрослого человека за пять часов, сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Medicine.
"После такой терапии организм человека оказывается в состоянии самостоятельно дальше бороться с инфекцией. После фильтрации через искусственную селезёнку телу будет достаточно антибиотиков широкого спектра и собственной иммунной системы для эффективного уничтожения оставшихся патогенов", — утверждает Ингбер в пресс-релизе.
Новая разработка поможет и в борьбе с вирусными заболеваниями, такими как ВИЧ или вирус лихорадки Эбола, при которых выживание напрямую зависит от снижения количества патогена в крови до незначительного уровня.
В данный момент команда занимается тестированием технологии на свиньях. Этот этап даст больше представлений об эффективности технологии и позволит предположить, когда могут начаться клинические испытания на добровольцах.
Также по теме:
Биоинженерная бактерия выследила и убила патогены
Учёные усовершенствовали механизм ловли раковых клеток
Биоинженеры создали нанозахваты для незаметной биопсии
Учёные сделали в животе мышей окна для наблюдения за раковыми клетками
Знаменитый генетик приблизился к созданию синтетической жизни
Новый анализатор ДНК выдаёт генетический портрет преступника за 25 минут
Создан микробный топливный элемент, работающий на слюне
