Científicos de UC Santa Barbara, en colaboración con científicos de la Universidad de Michigan, han desarrollado partículas sintéticas que imitan de cerca las características y funciones clave de los glóbulos rojos naturales, incluida la suavidad, la flexibilidad y la capacidad de transportar oxígeno.
La función principal de los glóbulos rojos naturales es transportar oxígeno, y los glóbulos rojos sintéticos (sRBC, por sus siglas en inglés) lo hacen muy bien, conservando el 90 % de su capacidad de unión al oxígeno después de una semana. Sin embargo, también se ha demostrado que los sRBC administran fármacos terapéuticos de forma eficaz y con liberación controlada, y que transportan agentes de contraste bien distribuidos para mejorar la resolución en el diagnóstico por imágenes.
"Esta capacidad de crear portadores biomiméticos flexibles para agentes terapéuticos y de diagnóstico realmente abre un nuevo campo de posibilidades en la administración de fármacos y aplicaciones similares", señaló el profesor de ingeniería química de la UCSB, Samir Mitragotri. "Sabemos que podemos diseñar más sRBC para transportar agentes terapéuticos adicionales, tanto encapsulados en el sRBC como en su superficie".
Mitragotri, su grupo de investigación y sus colaboradores de la Universidad de Michigan lograron sintetizar las partículas creando una plantilla de polímero en forma de rosquilla, cubriendo la plantilla con hasta nueve capas de hemoglobina y otras proteínas, y luego eliminando la plantilla central. Las partículas resultantes tienen el mismo tamaño y flexibilidad, y pueden transportar tanto oxígeno como los glóbulos rojos naturales. La flexibilidad, ausente en los biomateriales basados en polímeros "convencionales" desarrollados como portadores de agentes terapéuticos y de diagnóstico, otorga a los sRBC la capacidad de fluir a través de canales más pequeños que su diámetro en reposo, estirándose en respuesta al flujo y recuperando su forma discoidal al salir del capilar., tal como lo hacen sus contrapartes naturales.
Además de sintetizar partículas que imitan la forma y las propiedades de los glóbulos rojos sanos, la técnica descrita en el artículo también se puede utilizar para desarrollar partículas que imitan la forma y las propiedades de las células enfermas, como las que se encuentran en las células falciformes. anemia celular y eliptocitosis hereditaria. Se espera que la disponibilidad de tales células enfermas sintéticas conduzca a una mayor comprensión de cómo esas enfermedades y otras afectan a los glóbulos rojos.
El descubrimiento se describe en la edición en línea actual de Proceedings of the National Academy of Science, y se publicará en la versión impresa de la revista en un futuro próximo. El estudiante graduado de UCSB, Nishti Doshi, fue el autor principal del artículo; el ex investigador postdoctoral Alisar Zahr (ahora en el Instituto de Investigación Ocular Schepens de la Facultad de Medicina de Harvard), Mitragotri y sus colaboradores de la Universidad de Michigan Srijanani Bhaskar y el profesor Joerg Lahann fueron coautores.
