Nanopartikelforskning og fremtidens medicin

(Phys.org) – Et gennemgangspapir fra UCD-forskere, der beskriver, hvordan nanopartikler kan samle en kappe af molekyler på sig selv i den menneskelige krop, er vist på forsiden af Natur nanoteknologi .

Konceptet står til at have dybtgående implikationer for nanomedicin, som omfatter forbedret lægemiddellevering og evnen til at diagnosticere sygdom tidligere, og sikker regulering af nanoteknologi.

Nanopartikler har dimensioner på mindre end 100 nanometer. De er af videnskabelig interesse, fordi materialer i denne skala engagerer sig i celler og organismer på en helt ny måde, forklarer avisens hovedforfatter professor Kenneth Dawson, Direktør for Center for NanoBioInteractions ved University College Dublin.

"Det kan være godt - du kan gøre alle mulige nye ting med nanopartikler. Du kan krydse biologiske barrierer, som du normalt ikke kunne krydse, og levere nanopartikler til organer, som du normalt ikke kunne få adgang til, " han siger.

"Men af ​​samme grund behandler vi også sikkerhedsspørgsmålet, fordi partikler kan ophobes i høje koncentrationer i væv, hvor de normalt ikke ville gå."
Denne forståelse vil understøtte sikker implementering af nanoteknologi, såvel som dets effektive anvendelse i lægemiddellevering og terapeutik, tilføjer han.

Professor Dawson og kolleger ved University College Dublin har gjort vigtige indsigter i, hvad der sker, når en 'bar' nanopartikel kommer ind i et nyt miljø, om det er en levende organisme eller et miljø som en flod. De har vist, at nanopartikler trækker ned eller adsorberer molekyler på deres overflader for at danne en kappe kendt som en korona, og det er denne corona af proteiner og fedtstoffer, der i sidste ende interagerer med kroppen snarere end selve nanopartikelmaterialet.

"Nanopartikler dækker sig selv på en helt anden måde end tidligere større partikler eller lægemiddelmolekyler, hvilket betyder, at de kan erhverve næsten hele rækken af ​​biologiske aktiviteter, som proteiner kan, " siger professor Dawson. "[Og] hvad der end er adsorberet på nanopartiklerne bliver dens adressemærke, og det påvirker, hvordan nanopartiklerne vil fungere i kroppen."

Der er også nogle beviser på, at når en nanopartikel bevæger sig gennem forskellige dele af kroppen, kan den bevare en 'corona-hukommelse' om, hvor den har været, og det kan påvirke, hvordan nanopartikler fordeler sig i forskellige organer.

Professor Dawson og hans team ved UCD har udviklet værktøjer til at analysere kludetæppet af molekyler, der udgør koronaen under forskellige eksperimentelle omstændigheder.
"En masse dygtige unge kolleger har været involveret i at hjælpe med at bygge denne historie, og det er en fornøjelse at se dem også opnå anerkendelse, " han siger.

"Vi er kommet langt fra de tidlige dage, hvor disse ideer virkede ukendte for de fleste videnskabsmænd inden for nanoteknologi. Konceptet er nu blevet voksen:Det er nu det bredt accepterede paradigme i forskersamfundet. Nu ved vi, hvor vi er på vej hen. Det er på tide at se, om vi kan overvinde nogle af barriererne for at gøre praktiske fremskridt."