Ερευνητές του Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering και του John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences του Harvard ήταν σε θέση να αξιοποιήσουν τη δυνατότητα των ερυθρών αιμοσφαιρίων να συμβάλλουν στην αντιμετώπιση μολύνσεων για να δημιουργήσουν μια τεχνολογική πλατφόρμα η οποία τα χρησιμοποιεί για την παροχή αντιγόνων σε κύτταρα στη σπλήνα, προκαλώντας ανοσολογική αντίδραση.
Τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεν μεταφέρουν απλά οξυγόνο από τους πνεύμονες στα όργανα: Βοηθούν επίσης το σώμα να αντιμετωπίζει μολύνσεις «συλλαμβάνοντας» παθογόνα στις επιφάνειές τους, εξουδετερώνοντάς τα και πηγαίνοντάς τα σε κύτταρα του ανοσοποιητικού στην σπλήνα και στο συκώτι.
Η προσέγγιση των ερευνητών είχε ως αποτέλεσμα την επιβράδυνση καρκινικών κυττάρων σε ποντίκια, και θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί ως βιοσυμβατό ανοσοενισχυτικό σε μια ποικιλία μικροβίων. Η τεχνολογία αυτή, ονόματι EDT (Erythrocyte- Driven Immune Targeting) παρουσιάστηκε στο PNAS.
«Η σπλήνα είναι ένα από τα καλύτερα όργανα στο σώμα για να στοχεύσεις όταν παράγεις ανοσολογική αντίδραση, επειδή είναι ένα από τα λίγα όργανα όπου αλληλεπιδρούν φυσιολογικά λευκά και ερυθρά αιμοσφαίρια» είπε ο Σαμίρ Μιτραγκότρι, senior author της έρευνας. «Η έμφυτη δυνατότητα των ερυθρών αιμοσφαιρίων να μεταφέρουν προσκολλημένα παθογόνα σε κύτταρα του ανοσοποιητικού ανακαλύφθηκε μόλις πρόσφατα, και αυτή η μελέτη ανοίγει την πόρτα σε μια συναρπαστική σειρά μελλοντικών εξελίξεων στον τομέα της χρήσης ανθρωπίνων κυττάρων για τη θεραπεία και πρόληψη ασθενειών».
Η χρήση ερυθρών αιμοσφαιρίων ως οχήματα χορήγησης για φάρμακα δεν αποτελεί νέα ιδέα, μα η πλειονότητα των υπαρχουσών τεχνολογιών στοχεύουν τους πνεύμονες, επειδή το πυκνό τους δίκτυο τριχοειδών κάνει τα φορτία να αποκολλώνται από τα ερυθρά αιμοσφαίρια, καθώς περνούν μέσα από τα μικρά αγγεία. Οι ερευνητές του Μιτραγκόρι έπρεπε πρώτα να βρουν πώς τα αντιγόνα θα κολλούσαν αρκετά γερά στα ερυθρά αιμοσφαίρια για να παραμείνουν πάνω τους και φτάσουν στη σπλήνα. Για αυτό κάλυψαν νανοσωματίδια πολυστερίνης με οβαλβουμίνη, η οποία είναι γνωστό πως προκαλεί ήπια ανοσολογική αντίδραση, και μετά τα ενσωμάτωσαν σε ερυθρά αιμοσφαίρια ποντικιών. Η αναλογία 300 νανοσωματιδίων ανά ερυθροκύτταρο είχε ως αποτέλεσμα τον μεγαλύτερο αριθμό νανοσωματιδίων που ήταν προσδεδεμένα στα κύτταρα, με διατήρηση περίπου του 80% εξ αυτών κατά τη διέλευση από τα τριχοειδή των πνευμόνων και μια μέτρια έκφραση ενός μορίου λιπιδίου ονόματι PS (φωσφατιδυλοσερίνη) στις μεμβράνες των κυττάρων.
«Το υψηλό επίπεδο PS στα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι στην πράξη σήμα “φάε με” που τα κάνει να χωνεύονται από την σπλήνα όταν δέχονται πίεση ή υφίστανται ζημιά, που θέλαμε να αποφύγουμε. Ελπίζαμε πως μια χαμηλότερη έκφραση PS θα έστελνε αντ'αυτού σήμα “έλεγξέ με” στα αντιγονοπαρουσιαστικά κύτταρα, που μετά θα έπιαναν τα καλυμμένα με αντιγόνα νανοσωματίδια των ερυθρών αιμοσφαιρίων χωρίς να καταστρέφονται τα ίδια τα κύτταρα» είπε ο Ανβάι Ουκίντβε, τελειόφοιτος στο εργαστήριο του Μιτραγκόρτι.
Οι δοκιμές σε ποντίκια ήταν επιτυχείς, με επιτυχή άφιξη των σωματιδίων στην σπλήνα και πρόκληση αξιοσημείωτης ανοσολογικής αντίδρασης. Οι έρευνες συνεχίζονται, για να διαπιστωθούν οι καλύτερες κλινικές συνθήκες για τη χρήση της τεχνολογίας αυτής.
