Forskere søger guld

For University of Wisconsin -Milwaukee forskere, der studerer toksiciteten af ​​guld -nanopartikler - et lille materiale med potentielt store biomedicinske anvendelser - vejen til et nyt medicinsk fremskridt er muligvis brolagt med guld.

Disse ultrafine metalliske partikler har et stort løfte om behandling af så forskellige sygdomme som kræft, diabetes eller AIDS, men forskere må bevise, at nye måder at behandle sygdom ikke skader.

Reinhold Hutz, professor i biologiske videnskaber ved UWM, og kandidatstuderende Jeremy Larson undersøger, om guldnanopartikler målretter og forstyrrer den kvindelige reproduktive kanal - den eneste forskning af sin art i USA.

Guld nanopartikler varierer i størrelse fra 1 til 100 nanometer; et nanometer er omkring en milliarddel på størrelse med en målestok. Der bemærker den bemærkelsesværdige skala af nanopartikler, Larson satte partiklerne i perspektiv:"Hvis en nanopartikel var på størrelse med en fodbold, en virus ville være på størrelse med en person. "

Det, der adskiller nanopartikler fra partikler af andre størrelser, er deres unikke fysiske og kemiske egenskaber. Foreneligheden mellem andre biologiske molekyler med guldnanopartikler, for eksempel, gør dem til primære kandidater til vævsspecifik levering af lægemidler.

"En medicin (lavet af nanopartikler) kan en dag udvikles til at målrette mod en bestemt type kræftsvulst og begrænse de negative bivirkninger, patienten oplever, "Sagde Larson.

Fokus på toksiciteten af ​​guldnanopartikler i reproduktive kanaler var en naturlig udvikling for Hutz, som har viet meget af sin karriere til at forstå ovariefunktion. En interesse for, hvordan miljøgifte fungerer som østrogener hos kvinder, fik Hutz og hans tidligere kandidatstuderende Rose Stelzer til at undersøge toksiciteten af ​​guldnanopartikler. Hutz sagde, at han og Stelzer undrede sig over hvilken rolle, hvis nogen, guld nanopartikler ville spille i ovarial østrogen produktion.

Deres papir fra 2009 offentliggjort i Journal of Reproduction and Development viste, at guldnanopartikler ophobes i ovarieceller, der er specialiserede i østrogenproduktion. Desuden, Hutz og Stelzer fandt ud af, at partiklerne ændrer mængden af ​​østrogen, cellerne danner, får forskerne til at spekulere i, at partiklerne kan underminere kvindelig fertilitet.

Larsons arbejde begyndte, hvor hans forgænger slap. Larson undersøger rollen som guldnanopartikler i forbindelse med den intakte æggestok - det næste logiske trin efter at have studeret celler i kultur. Larsons foreløbige fund tyder på, at Ja, guld nanopartikler ændrer gener involveret i ovarie steroid produktion.

Med hensyn til disse nanopartiklers potentielle brug i lægemiddellevering, Hutz sagde, at ændring af designet af guldnanopartikler - hovedsageligt ved at tilføje små kemiske grupper, der ændrer kemien - kan gøre dem mindre giftige.

Hutz sagde, at fremtidige undersøgelser i hans laboratorium vil se på guldnanopartiklers skæbne i hele dyret, hvor æggestokkens funktion påvirkes af en række fysiologiske faktorer, der ikke let genskabes i en skål. "Vi skal vide, hvordan guldnanopartiklerne bevæger sig i det intakte dyr, hvor de går, hvordan de behandles, og hvad nanopartikler gør ved kroppens organer, "Sagde Hutz.

Robert Tanguay, professor i miljø- og molekylær toksikologi ved Oregon State University, var enige.

"Da disse undersøgelser blev udført uden for dyret, mere forskning er nødvendig for at afgøre, om miljømæssigt relevante eksponeringer for konstruerede nanopartikler ville udgøre en betydelig risiko for pattedyrets reproduktive system, " han sagde.

Larson sagde, at hans erfaring i laboratoriet består af mange "bevægelige dele":krævende timer, ukendt territorium og en igangværende jagt på forskningskroner.

Manglende finansiering, Hutz og Larson var enige om, er den største hindring for at forske. Hutz sagde, at hans laboratorium delvist finansieres af penge fra Children's Environmental Health Sciences Core Center, et Milwaukee-baseret forskningskonsortium finansieret af National Institute of Environmental Health Sciences. Centret har til formål at forstå de miljømæssige årsager til barnesygdomme og formidle denne viden til lokalsamfund og beslutningstagere, ifølge centerdirektør David Petering, professor i kemi ved UWM.

"Der er kun 17 af disse centre i landet, konkurrencedygtigt tildelt akademiske institutioner som Harvard, MIT, Johns Hopkins og University of Wisconsin-Milwaukee, "Sagde Petering.

Centret er et fælles initiativ fra UWM, Children's Research Institute of Children's Hospital of Wisconsin og pædiatriafdelingen ved Medical College of Wisconsin, med forskere, der deltager fra Marquette University, UW-Madison og UW-Parkside.

"Forskere som Dr. Hutz får adgang til særligt personale og infrastruktur, finansiering til sonderende forskning, og et stort fællesskab af forskere, der er dedikeret til at arbejde sammen om at forbedre børns sundhed, "Sagde Petering.

Som kandidatstuderende, Larson er en del af et mindre synligt videnskabeligt samfund bestående af praktikanter og tidlige karriereforskere på universiteter i hele byen. Mange kandidatstuderende og postdoktorer forbliver bag kulisserne, arbejder i laboratorier og offentliggør deres resultater uden for offentligheden. Larson, imidlertid, sagde, at han er fast besluttet på at fremhæve forskning, han udfører på UWM. Han tilføjede, at han ofte konkurrerer om tilskud og priser med studerende, der kommer fra større, bedre finansierede forskningsinstitutioner. Hans guld -nanopartikelforskning har vundet flere priser på nationale videnskabelige møder.

Larson bemærkede, at han nyder muligheder for at række ud over sin laboratoriebænk og komme i kontakt med andre.

"I mine tanker, den mest udfordrende, alligevel sjovest, aspekt af vores arbejde er samarbejdet, tværfaglig indsats, der trækker fra mange videnskabelige områder - fysik, ingeniørarbejde, kemi, biologi og molekylær toksikologi. "

(c) 2011, Milwaukee Journal Sentinel.
Distribueret af McClatchy-Tribune Information Services.