Zwitserse wetenschappers zijn erin geslaagd om in slechts enkele minuten een gif uit het bloed te verwijderen, met behulp van speciaal geproduceerde nanomagneten. De procedure lijkt veelbelovend. Als de methode in de praktijk kan worden gebracht, het zou ooit mensen met bloedvergiftiging snel en efficiënt kunnen helpen.

Ze zijn slechts 30 nanometer in diameter, en minder dan een gram ervan is genoeg om binnen een paar uur het bloed van het hele menselijk lichaam te zuiveren van een specifiek toxine:speciaal geprepareerde nanomagneten. Dit is in ieder geval aangetoond in de eerste in vitro proeven met menselijk bloed.

Specifieke magneten

In haar proefschrift onder ETH-professor Wendelin Stark, Inge Herrmann van het Institute of Chemistry and Bioengineering Sciences aan de ETH Zürich heeft, in samenwerking met het Universitair Ziekenhuis Zürich, hebben de minimagneten zo uitgerust dat ze ziekteverwekkende stoffen in het bloed aan zichzelf kunnen binden. De wetenschappers testten de eigenschappen van hun gefunctionaliseerde magneten met menselijk volbloed. Omdat bloed een hoge viscositeit heeft, ze vermengden relatief sterke magneten met het bloed door er zachtjes mee te zwaaien. In minder dan vijf minuten hadden de magneten het overeenkomstige toxine bijna volledig aan zichzelf gehecht. “De snelheid waarmee de moleculen zich aan de magneten hechten, hangt af van hun bindingsconstante”, zegt Hermann. “Hoe hoger de constanten, hoe sneller het antilichaam van de magneet, bijvoorbeeld, bindt aan het antigeen”. Na de succesvolle procedure, de wetenschappers "visten" de magneten uit het bloed met een permanente magneet aan de buitenkant van het vat.

"Vissen" naar moleculen van verschillende groottes

De poriënvrije, het gladde oppervlak van de magneten heeft twee grote voordelen:een groot bindvermogen en een goede toegankelijkheid voor de te binden stoffen, de liganden. Dit voorkomt langzame diffusie in de poriën, zoals gebeurt met conventionele methoden. Een ander belangrijk aspect van de methode is dat verontreinigingen van verschillende grootte en gewicht selectief uit het bloed kunnen worden verwijderd, terwijl vitale stoffen van vergelijkbare grootte, zoals antilichamen van het immuunsysteem of plasma-eiwitten, in het bloed blijven.

Kleine moleculen die een persoon ziek kunnen maken als ze in overmaat aanwezig zijn, zoals ureum, kalium of creatinine, worden conventioneel uit de bloedsomloop verwijderd door dialyse, filtratie- of absorptiemethoden. Echter, lichaamseigen ziekteverwekkende stoffen of geïntroduceerde toxines hebben soms moleculen die te groot zijn om ze met dergelijke methoden te elimineren, omdat anders ook vitale moleculen verloren zouden gaan. Tot nu toe, de enige oplossing was een volledige uitwisseling van het bloedplasma. Als we erin zouden slagen om bloedzuivering in de praktijk te brengen met behulp van specifieke magneten, de wetenschappers zijn ervan overtuigd dat dit een grote medische doorbraak zou zijn. Voor Herman, wat vooral interessant is, is dat de magneten zelfs de kleinste moleculen in het pico-molaire bereik aan zichzelf kunnen binden. Dit is vooral belangrijk in het geval van eiwitten, die verantwoordelijk zijn voor ontstekingsprocessen.

Veelbelovende aanpak

In tegenstelling tot een eerder onderzoek, waarin gewerkt werd met ongeveer 45 keer zoveel magneten en waarbij de rode bloedcellen werden vernietigd, de wetenschappers konden geen negatieve effecten op de fysiologie van het bloed ontdekken. Noch de rode bloedcellen, noch de bloedstolling waren aangetast. De vrees dat de magneten te veel ijzer in het bloed zouden kunnen afgeven is ongegrond, ze zeggen. Voor een ding, ze zijn omhuld met een koolstofschaal, en voor een ander zijn ze zeer goed bestand tegen zuur en temperatuur. En zelfs als, ondanks alles, meer dan de helft van de magneten was opgelost in het bloed, de hoeveelheid ijzer die daarbij vrijkomt zou kleiner zijn dan die bij ijzertekort.

Of de procedure met succes kan worden toegepast op een levend organisme, moet in een volgende fase worden getest. Als, het kan een ideale aanvulling zijn op conventionele behandelingen in het geval van ernstige vergiftiging, sepsis, stofwisselingsziekten en auto-immuunziekten.