Des chercheurs ont réussi à mettre au point des globules rouges synthétiques imitant les globules rouges naturels et présentant non seulement toutes leurs caractéristiques, mais également de nouvelles propriétés qui ne se retrouvent pas dans les cellules naturelles.

De nombreux scientifiques ont essayé de développer des globules rouges synthétiques qui imitent les propriétés favorables des cellules naturelles, telles que la flexibilité, le transport de l’oxygène et une longue durée de vie. Jusqu’à présent, la plupart des globules rouges artificiels ont eu une ou plusieurs de ces principales caractéristiques, mais jamais toutes.

Mais récemment, des chercheurs ont réussi à fabriquer des globules rouges synthétiques qui ont toutes les capacités des cellules naturelles, ainsi que quelques capacités supplémentaires. Il faut savoir que les globules rouges absorbent l’oxygène des poumons et l’apportent aux tissus du corps. Ces cellules en forme de disque contiennent des millions de molécules d’hémoglobine, une protéine contenant du fer et qui se lie à l’oxygène.

Les globules rouges sont très flexibles, ce qui leur permet de se faufiler à travers de minuscules capillaires, puis de retrouver leur forme d’origine. Ces cellules contiennent également des protéines à leur surface qui leur permettent de circuler à travers les vaisseaux sanguins pendant une longue période, sans être englouties par les cellules immunitaires.

cellule globule rouge artificiel hemoglobine

Des globules rouges artificiels comme celui illustré ici, pourraient transporter de l’oxygène, des médicaments thérapeutiques et d’autres cargaisons dans la circulation sanguine. (Échelle : 2 μm). Crédits : ACS Nano

Wei Zhu, C. Jeffrey Brinker et leurs collègues, souhaitaient concevoir des globules rouges artificiels aux propriétés similaires à celles des globules rouges naturels, mais qui pouvaient également effectuer des tâches supplémentaires, telles que l’administration de médicaments thérapeutiques, le ciblage magnétique et la détection des toxines.

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C’est dans ce but que les chercheurs ont fabriqué des cellules synthétiques en enduisant d’abord les globules rouges humains d’une fine couche de silice. Ils ont alors déposé des polymères chargés positivement et négativement sur les silices-globules rouges, puis ont gravé la silice, produisant des répliques flexibles. Enfin, l’équipe a enduit la surface des répliques de membranes des globules rouges naturels.

Les cellules artificielles étaient similaires en taille, en forme, en charge et en protéines de surface aux cellules naturelles, et elles pouvaient se faufiler à travers les capillaires sans perdre leur forme. Chez la souris, ces globules rouges synthétiques ont duré plus de 48 heures, sans toxicité observable.

Les chercheurs ont chargé les cellules artificielles d’hémoglobine d’un médicament anticancéreux, d’un capteur de toxines ou de nanoparticules magnétiques, dans le but de démontrer qu’elles pouvaient transporter des cargaisons.

L’équipe a également démontré que les nouveaux globules rouges pouvaient servir de leurres à une toxine bactérienne. Les chercheurs effectueront des études futures qui viseront à explorer le potentiel des cellules artificielles dans les applications médicales, telles que la thérapie contre le cancer et la biodétection des toxines.

Source : ACS Nano

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