Dennis L.
Gerade in Pandemiezeiten ist Blut ein begehrtes und seltenes Gut. Forscher in New Mexico konnten nun erste Erfolge bei der Synthese von künstlichem Blut vermelden. Vor der Serienproduktion steht allerdings noch ein langer Weg.
Albuquerque (U.S.A.). Die Corona-Pandemie zeigt, wie schnell Blutreserven kritisch zur Neige gehen können. Potentielle Spender bleiben vorrangig aus organisatorischen Gründen aus, der Bedarf an Blutkonserven und Blutprodukten bleibt jedoch konstant. Diesem Problem stellen sich Wissenschaftler der Universität in Albuquerque in New Mexico. Sie konnten künstliche rote Blutkörperchen entwickeln, die ihren natürlichen Vorbildern sehr ähnlich sind.
Die roten Blutkörperchen sind die Transportallrounder in unserem Körper. Insbesondere dass in ihnen gebundene Hämoglobin sorgt dafür, dass Sauerstoff in die Körperzellen transportiert wird. Sinkt der Hämoglobingehalt im Blut, können wichtige Körperfunktionen nicht aufrecht erhalten werden. Hauptaugenmerk der Forscher um Jimin Guo war also, die Transporteigenschaften des Bluts nachzuahmen. Mit Hilfe einer Polymermembran entwickelten die Wissenschaftler synthetische Blutkörperchen, welche die gleichen Eigenschaften aufweisen wie echte rote Blutkörperchen. Angefangen von der napfförmigen Gestalt über Bewegungseigenschaften bis hin zu der Beladung mit Sauerstoffteilchen konnten die Forscher die nennenswerten Eigenschaften der Blutkörperchen imitieren. Wichtig dabei war, dass die künstlichen Zellen vor allem an der Oberfläche nicht von ihren Zwillingen zu unterscheiden sind. Ansonsten würde das Immunsystem die neuen Blutkörperchen finden und zerstören.
Die Herstellung der künstlichen roten Blutkörperchen erscheint wie ein Meisterstück der Nanopolymertechnik. Mit Hilfe einer Silikatschicht wird zunächst eine Negativform der Blutkörperchen erstellt. Diese Form wird mit mehreren Schichten eines Polymers gefüllt. Das Silikatgerüst wird weggeätzt und die neue Zelle mit einer echten Zellmembran eines roten Blutkörperchens überzogen. Das Verfahren ist aufwändig, beweist aber, dass eine Blutsynthese theoretisch möglich ist.
Hühnerküken und Mäuse dienten der Verifizierung der Ergebnisse. Die verabreichten Blutzellen konnten noch nach 48 Stunden nachgewiesen werden, ohne dass negative Effekte wie Verklumpungen und Thrombosen auftraten. In verschiedenen Testreihen wurde die Beladbarkeit der roten Blutkörperchen mit unterschiedlichen Substanzen eruiert. Die Oxygenierung und der Transport, etwa von Arzneistoffen sei bislang uneingeschränkt möglich, wie die Forscher in ihrer Studie, die auch unter ACS Puplications veröffentlicht wurde, ausführlich erklären.
ACS Publications, doi: 10.1021/acsnano.9b08714
