I ricercatori hanno sviluppato un metodo ad alta tecnologia per liberare il corpo da infezioni - anche quelle causate da agenti patogeni sconosciuti. Un dispositivo ispirato alla milza può pulire il sangue rapidamente da tutto, da Escherichia coli a Ebola,secondo quanto sostengono i ricercatori in Medicine del 14 settembre.
Le infezioni del sangue possono essere molto difficili da trattare, e possono portare a sepsi, una risposta immunitaria spesso fatale. Più del 50% delle volte, i medici non possono diagnosticare la causa di un'infezione che ha portato a sepsi, e quindi ricorrere agli antibiotici che attaccano una vasta gamma di batteri. Questo approccio non è sempre efficace, e può portare alla resistenza agli antibiotici da parte dei batteri.
Cercando un modo per eliminare qualsiasi infezione, un team guidato da Donald Ingber, un bioingegnere presso l'Istituto Wyss di ispirazione biologica Ingegneria a Boston, Massachusetts, ha sviluppato un 'biospleen'(milza artificiale) per filtrare il sangue.
Il dispositivo utilizza una versione modificata di lectina legante il mannosio (MBL), una proteina presente negli esseri umani che si lega a molecole di zucchero sulla superficie di più di 90 diversi batteri, virus e funghi, nonché per le tossine rilasciate da batteri morti che innescano l'eccessiva reazione immunitaria nella sepsi.
I ricercatori hanno rivestito nanocapsule magnetiche con MBL. Come il sangue entra nel dispositivo biospleen, passa attraverso queste nanocapsule(nanobeads) , che si legano alla maggior parte dei patogeni. Un magnete sul dispositivo "biospleen" poi tira le perline facendole uscire fuori del sangue, che può poi essere convogliato nel paziente.
Per testare il dispositivo, Ingber e la sua squadra ha infettato topi sia con E. coli o Staphylococcus aureus e ha filtrato il sangue da alcuni degli animali attraverso la biospleen. Cinque ore dopo l'infezione, l'89% dei ratti il cui sangue era stato filtrato erano ancora vivi, rispetto a solo il 14% di coloro che erano stati infettati, ma non trattati. I ricercatori hanno scoperto che il dispositivo aveva rimosso più del 90% dei batteri dal sangue dei ratti. I topi, il cui sangue era stato filtrato,avevano anche avuto meno infiammazione nei polmoni e altri organi, suggerendo che sarebbero meno inclini a sepsi.
I ricercatori hanno poi testato se il biospleen sia in grado di gestire il volume di sangue in un essere umano adulto medio - circa 5 litri. Hanno fatto passare sangue umano contenente una miscela di batteri e funghi attraverso la biospleen ad una velocità di 1 litro all'ora, e hanno scoperto che il dispositivo aveva rimosso la maggior parte degli agenti patogeni entro cinque ore.
Ingber dice che il biospleen potrebbe anche aiutare a curare malattie virali come l'HIV e l'Ebola, in cui la sopravvivenza dipende dall' abbassare la quantità di virus nel sangue ad un livello trascurabile. Il suo gruppo sta ora testando biospleen sui suini.
Nigel Klein, esperto immunologo e infettivologo. presso l'University College di Londra, dice che il biospleen potrebbe anche consentire risultati diagnostici per raccogliere campioni di un agente patogeno dal sangue e quindi la cultura per identificare e determinare quali farmaci saranno necessari per trattarlo. Poiché trasfusioni di sangue e la filtrazione sono già pratiche comuni,ci si aspetta che il biospleen poteva muoversi in studi clinici sull'uomo entro un paio di anni.
Nature doi:10.1038/nature.2014.15917