Hvad sker der med guld nanopartikler i celler?

Guld nanopartikler, som formodes at være stabile i biologiske miljøer, kan nedbrydes inde i celler. Denne forskning, udført af hold fra CNRS, l'Université de Paris, Sorbonne Université, og l'Université de Strasbourg, vil blive offentliggjort i PNAS den 16. december, 2019, og afslører cellernes evne til at metabolisere guld, hvilket ikke er afgørende for deres funktion. Denne undersøgelse åbner vejen for en bedre forståelse af guldnanopartiklers livscyklus i organismer.

Guld nanopartikler besidder unikke optiske egenskaber, der bruges i nanomedicin til anti-cancer terapi og billeddannelse. De er også inkluderet i kosmetik- og fødevareformler. Alligevel har deres langsigtede skæbne i celler været uklar, selvom det var almindeligt accepteret, at guldnanopartikler forblev intakte på ubestemt tid i lysosomet, cellens "affaldsgenbrugscenter".

I modsætning til det nuværende paradigme, forskerne fulgte udviklingen af ​​guldnanopartikler i seks måneder i et cellulært miljø, og viste, at de undergik betydelige transformationer efter et par uger. Ved at måle udtrykket på over 18, 000 gener over tid, de afslørede en biologisk proces, der inkluderer mekanismer for afgiftning og cellebeskyttelse, som også er involveret i nedbrydningen af ​​andre nanomaterialer. De observerede også tilstedeværelsen af ​​ikke-nedbrudte nanopartikler og nedbrydningsprodukter i form af nanoblade (se billede).

Nanoblade blev først observeret for næsten 50 år siden hos patienter, der led af reumatoid polyarthritis, som var blevet behandlet med en anden form for guld (ionisk guld eller "guldsalte") for at lindre smerter i deres led. Følgelig, der er en fælles nedbrydningsmetabolisme mellem guldsalte og guldnanopartikler.

Dette uventede resultat, som generaliserer skæbnen for guldnanopartikler i organismer, kunne hjælpe i fremtiden med bedre at evaluere toksiciteten af ​​guldnanopartikler og deres evne til at blive elimineret fra organismen. Dette tværfaglige arbejde fremhæver også, at guld, uanset dens oprindelige form, kan metaboliseres af pattedyr, selv om det ikke er afgørende for deres overlevelse.