En ny cellulær proces til at opsluge materialer i nanostørrelse

Nanometer er en milliarddel af en meter, en metric, der typisk bruges til at måle molekyler og videnskabelige byggesten, der ikke er synlige for det menneskelige øje. Materialer på tiere og/eller flere hundrede nanometer i diameter har unikke egenskaber, og har derfor været meget udbredt til diagnosticering og behandling af forskellige menneskelige sygdomme. En stor udfordring for at bruge disse materialer i nanostørrelse er, hvordan man afleverer dem i celler og når deres handlinger.

Traditionelle metoder omfatter at koble dem til korte fragmenter af proteiner kaldet peptider, som er strukturelle komponenter i celler og væv, hormoner, toksiner, antibiotika og enzymer. Disse peptider, ved at interagere med celler, vil føre nanomateriale ind i celler. Virkningen af ​​disse interaktioner på andre cellulære aktiviteter er stadig dårligt forstået, plus denne peptidkobling introducerer yderligere kompleksitet i nanomaterialefremstilling, og kan også ændre deres funktionalitet.

I en undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation , Forskere fra University of Minnesota opdagede en ny cellulær proces, der kan opsluge nanomaterialer uden direkte peptidfunktionalisering, og dets aktivitet reguleres af Cystein, der omgiver cellerne. Forskergruppen betegnede denne cellulære proces med at opsluge tilskuere NP'er som 'tilskuers optagelse'.

"Ved blot at blande to typer materialer i nanostørrelse, vi opdager en ny cellulær proces, der tilbyder en let løsning til nanomaterialeindtrængning i celler, "sagde Hongbo Pang, Kontaktforfatter, en adjunkt i College of Pharmacy og medlem af Masonic Cancer Center. "I øvrigt, det åbner en ny vej for cellebiologi, der forbinder flere grundlæggende elementer i levende celler. Yderligere forståelse af denne proces vil hjælpe med både cellebiologi og nanoteknologisk udvikling. "

Undersøgelsen afslørede følgende unikke egenskaber:

• tilskuerens optagelse tillader kun cellerne at opsluge materialer i nanostørrelse, men ikke andre stoffer, der omgiver cellerne (f.eks. væsker);
• aktiviteten af ​​denne tilskuers optagelse stimuleres af eksistensen af ​​en af ​​20 naturlige aminosyrer, Cystein, omkring cellerne.

Disse fænomener er blevet valideret med en lang række celler, nanopartikler (aka nanomaterialer), og under forskellige fysiologiske forhold.

Undersøgelsesresultaterne omfattede:

• co-administration med TAT-NP, en fusion af peptid og nanomateriale, gør det muligt for celler at opsluge materialer i nanostørrelse på en tilskuerlig måde;
• denne tilskuers optagelse er specifik for nanomaterialer, men ikke andre stoffer, der omgiver cellerne;
• cystein i cellekulturmediet stimulerer i høj grad aktiviteten af ​​denne tilskuers optagelse.