Forskere studerer tarm-til-CNS translokation af sølv nanomaterialer

For nylig afslørede et forskerhold ledet af prof. Chen Chunying fra National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) under det kinesiske videnskabsakademi (CAS), at perifere nervefibre fungerer som direkte kanaler for translokation af sølv nanomaterialer fra tarmen til det centrale nervesystemet (CNS). Undersøgelsen blev offentliggjort i Science Advances .

Transportvejen bestemmer det endelige målorgan og efterfølgende biologiske effekter af eksogene nanopartikler (NP'er). Det specifikke overførselsrutekort over NP'er er afgørende for at afsløre deres nanotoksikologiske såvel som nanomediske potentiale. Der er dog stadig betydelige videnshuller i forståelsen af ​​transporten af ​​NP'er fra tarmen til CNS, hvilket hindrer både forståelsen af ​​tarm-CNS-aksens kommunikation og udviklingen af ​​nye terapeutiske strategier, der retter sig mod CNS-associerede sygdomme.

I denne undersøgelse afslørede forskerne først overførselsruter for Ag NM'er langs tarm-CNS-aksen ud over blodcirkulationen. De demonstrerede både teoretisk og eksperimentelt den direkte translokation af Ag NM'er fra tarmen til CNS (både hjernen og rygmarven) via perifere nervefibre. Ved hjælp af laserablation og feltstrømsfraktionering induktivt koblet plasmamassespektrometri viste de, at Ag NM'er administreret ved oral sonde blev beriget i en partikeltilstand i hjernen og rygmarven hos mus, mens de ikke kom effektivt ind i blodet.

Derudover fandt forskerne, at vagus- og spinalnerverne medierer den transneuronale transport af Ag NM'er langs henholdsvis tarm-hjerne-aksen og tarm-rygmarvsaksen, hvor specifikke tarmcelleundergrupper (enterocytter og enteriske nerveceller) optager betydelige niveauer af Ag NM'er til overførsel til de tilsluttede perifere nerver ved hjælp af Cy-TOF-analyse.

Resultaterne implicerede, at transneuronal transport som en mekanisme for direkte handel med NP'er, udfylder et afgørende hul i forståelsen af ​​NP'ers adfærd i biologiske systemer.

Denne undersøgelse integrerede en række metoder til at bryde gennem den "klassiske vej" af blodcirkulationsmedieret NP'er-transport. For første gang foreslog den, at perifere nervefibre som den "ikke-klassiske vej" formidler NP'er-transport mellem organer i kroppen. Denne vej af NP'er i den levende krop giver vigtig teoretisk støtte til udviklingen af ​​nanomedicin rettet mod CNS-relaterede sygdomme.

Flere oplysninger: Xiaoyu Wang et al., Perifere nerver medierer direkte den transneuronale translokation af sølvnanomaterialer fra tarmen til centralnervesystemet, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adg2252

Journaloplysninger: Videnskabelige fremskridt

Leveret af Chinese Academy of Sciences