Wetenschappers hebben geprobeerd synthetische rode bloedcellen te ontwikkelen die de gunstige eigenschappen van natuurlijke nabootsen, zoals flexibiliteit, zuurstoftransport en lange circulatietijden. Maar tot nu toe, de meeste kunstmatige rode bloedcellen hebben een of enkele, maar niet alles, belangrijkste kenmerken van de natuurlijke versies. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS Nano synthetische rode bloedcellen hebben gemaakt die alle natuurlijke eigenschappen van de cellen hebben, plus een paar nieuwe.

Rode bloedcellen (RBC's) nemen zuurstof op uit de longen en leveren deze af aan de weefsels van het lichaam. Deze schijfvormige cellen bevatten miljoenen hemoglobinemoleculen - een ijzerbevattend eiwit dat zuurstof bindt. RBC's zijn zeer flexibel, waardoor ze door kleine haarvaten kunnen persen en vervolgens terugkaatsen naar hun vroegere vorm. De cellen bevatten ook eiwitten op hun oppervlak waardoor ze lange tijd door de bloedvaten kunnen circuleren zonder dat ze door immuuncellen worden opgeslokt. Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker en collega's wilden kunstmatige rode bloedcellen maken die vergelijkbare eigenschappen hadden als natuurlijke, maar dat zou ook nieuwe banen kunnen opleveren, zoals het toedienen van therapeutische medicijnen, magnetische targeting en toxinedetectie.

De onderzoekers maakten de synthetische cellen door eerst gedoneerde menselijke RBC's te coaten met een dunne laag silica. Ze lagen positief en negatief geladen polymeren over de silica-RBC's, en vervolgens het silica weggeëtst, het produceren van flexibele replica's. Eindelijk, het team bekleedde het oppervlak van de replica's met natuurlijke RBC-membranen. De kunstmatige cellen waren vergelijkbaar in grootte, vorm, lading en oppervlakte-eiwitten naar natuurlijke cellen, en ze konden door modelcapillairen knijpen zonder hun vorm te verliezen. In muizen, de synthetische rode bloedcellen duurden meer dan 48 uur, zonder waarneembare toxiciteit. De onderzoekers laadden de kunstmatige cellen met hemoglobine, een medicijn tegen kanker, een toxinesensor of magnetische nanodeeltjes om aan te tonen dat ze lading kunnen vervoeren. Het team toonde ook aan dat de nieuwe RBC's kunnen fungeren als lokvogels voor een bacterieel toxine. Toekomstige studies zullen het potentieel van de kunstmatige cellen in medische toepassingen onderzoeken, zoals kankertherapie en toxine-biosensing, zeggen de onderzoekers.