Forudsiger hvordan nanopartikler vil reagere i menneskekroppen

Forskere ved North Carolina State University har udviklet en metode til at forudsige, hvordan nanopartikler vil interagere med biologiske systemer - herunder menneskekroppen. Deres arbejde kan have konsekvenser for forbedret menneskelig og miljømæssig sikkerhed ved håndtering af nanomaterialer, samt ansøgninger om levering af lægemidler.

NC -statens forskere Dr. Jim Riviere, Burroughs Wellcome Fremstående professor i farmakologi og direktør for universitetets Center for Kemisk Toksikologisk Forskning og Farmakokinetik, Dr. Nancy Monteiro-Riviere, professor i undersøgende dermatologi og toksikologi, og Dr. Xin-Rui Xia, forskningsassistent i farmakologi, ønskede at oprette en metode til biologisk karakterisering af nanopartikler - et screeningsværktøj, der ville give andre forskere mulighed for at se, hvordan forskellige nanopartikler kan reagere, når de er inde i kroppen.

"Vi ville finde en god, biologisk relevant måde at bestemme, hvordan nanomaterialer reagerer med celler, "Riviere siger." Når et nanomateriale kommer ind i menneskekroppen, det binder straks til forskellige proteiner og aminosyrer. Molekylerne, som en partikel binder sig til, vil bestemme, hvor den vil gå hen. "

Denne bindingsproces påvirker også partikelens adfærd inde i kroppen. Ifølge Monteiro-Riviere, aminosyrer og proteiner, der dækker en nanopartikel, ændrer form og overfladeegenskaber, potentielt forbedrer eller reducerer egenskaber som toksicitet eller, i medicinske applikationer, partikelens evne til at levere lægemidler til målrettede celler.

For at oprette deres screeningsværktøj, teamet brugte en række kemikalier til at undersøge overflader af forskellige nanopartikler, ved hjælp af teknikker, der tidligere er udviklet af Xia. En nanopartikels størrelse og overfladekarakteristika bestemmer den slags materialer, den vil binde sig til. Når størrelsen og overfladeegenskaberne er kendt, forskerne kan derefter oprette "fingeraftryk", der identificerer måderne, hvorpå en bestemt partikel vil interagere med biologiske molekyler. Disse fingeraftryk giver dem mulighed for at forudsige, hvordan den nanopartikel kan opføre sig en gang inde i kroppen.

Undersøgelsesresultaterne vises i online -udgaven af ​​23. august Naturnanoteknologi .

"Disse oplysninger giver os mulighed for at forudsige, hvor et bestemt nanomateriale ender i menneskekroppen, og om det vil blive optaget af visse celler eller ej, "Tilføjer Riviere." Det vil igen give os en bedre idé om, hvilke nanopartikler der kan være nyttige til levering af lægemidler, og hvilke der kan være farlige for mennesker eller miljøet. "