Hồng cầu nhân tạo: không chỉ có khả năng y hệt hồng cầu tự nhiên mà còn có thêm chức năng mới

Trước đây, các nhà khoa học đã thử nghiên cứu nhằm phát triển một loại hồng cầu nhân tạo có khả năng bắt chước các chức năng quan trọng của hồng cầu tự nhiên như khả năng linh hoạt, vận chuyển oxy, thời gian tuần hoàn dài. Tuy nhiên, cho đến hiện nay, hầu hết các loại hồng cầu nhân tạo tốt nhất vẫn chỉ bắt chước được một hoặc một vài chức năng trên. Gần đây nhất, trên ACS Nano, các nhà nghiên cứu báo cáo rằng họ đã có thể tổng hợp được một loại hồng cầu nhân tạo không chỉ có đầy đủ tất cả chức năng như hồng cầu tự nhiên mà còn có thêm một vài chức năng mới.

Tế bào hồng cầu là những tế bào hình dĩa có chứa hàng triệu phân tử hemoglobin. Chúng lấy oxy từ phổi và vận chuyển oxy đến các mô trong cơ thể. Khả năng co giãn linh hoạt của các tế bào này giúp chúng có thể luồn lách qua các mao mạch nhỏ mà không bị mất đi hình dáng ban đầu. Trên bề mặt của tế bào hồng cầu cũng có chứa các protein giúp chúng tuần hoàn qua các mạch máu trong một thời gian dài mà không bị tấn công bởi hệ miễn dịch. Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker và các đồng nghiệp muốn tổng hợp một loại hồng cầu nhân tạo có các chức năng tương tự như vậy, đồng thời có thêm các khả năng mới như vận chuyển thuốc điều trị, chất mang có từ tính, và phát hiện độc tố.

Để tạo nên hồng cầu nhân tạo, đầu tiên các nhà khoa học sẽ bao tế bào hồng cầu của người hiến bằng một lớp silica mỏng. Tế bào hồng cầu-silica này sẽ được bao tiếp bởi một lớp polymer tích điện âm dương, sau đó họ tách lớp silica để tạo ra bản sao, sau đó bản sao này sẽ được bao bởi lớp màng của tế bào hồng cầu tự nhiên. Tế bào tổng hợp được tạo ra sẽ tương tự tế bào tự nhiên về kích thước, hình dáng, điện tích và các protein bề mặt, chúng cũng có thể co lại để đi qua các mô hình mao mạch mà không mất đi hình dạng vốn có. Thí nghiệm trên chuột cho thấy, các tế bào hồng cầu nhân tạo có thể tồn tại đến hơn 48 giờ và chưa quan sát thấy độc tính. Nhóm nghiên cứu cũng cho thấy rằng tế bào hồng cầu nhân tạo mới có thể đóng vai trò như một chất nhử các độc tố từ vi khuẩn. Họ cũng hy vọng rằng các nghiên cứu trong tương lai sẽ giúp khám phá thêm tiềm năng của TBHC nhân tạo nhằm áp dụng chúng vào lĩnh vực lâm sàng như liệu pháp điều trị ung thư hay cảm biến độc tố sinh học.

Biên dịch:

Nguyễn Thị Cẩm Trâm

TS. Nguyễn Thị Thanh Vân

Nguồn:

American Chemical Society, 3/6/20, “Synthetic red blood cells mimic natural ones, and have new abilities.” ScienceDaily, ngày truy cập 5/6/20

Jimin Guo, Jacob Ongudi Agola, Rita Serda, Stefan Franco, Qi Lei, Lu Wang, Joshua Minster, Jonas G. Croissant, Kimberly S. Butler, Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker. Biomimetic Rebuilding of Multifunctional Red Blood Cells: Modular Design Using Functional Components. ACS Nano, 2020;

Image Credit: PhonlamaiPhoto/Shutterstock.com