Медицинский портал - MedForce, новости медицины, медицинские статьи, консультация

Некоторые ученые считают, что с ростом массового производства искусственных наночастиц, таких как: углеродные нанотрубки, возрастает вероятность того, что эти частицы будут взаимодействовать с водой, почвой и воздухом, и, следовательно, попадут в пищевую цепь. Понимание поведения и воздействия наноматериалов на окружающую среду и здоровье человека является непростой задачей.

 

Люди, которые более вдумчиво подходят к сложностям нанотоксикологических исследований, согласны, что, скорее всего, мы никогда не будем иметь полной научной определенности по поводу экологического и медицинского воздействия наноматериалов. Тем не менее, изучение нанотоксичности медленно перетекает в исследования цитотоксичности, генотоксичности, и экотоксичности наноматериалов.

В новом биофизическом исследовании параллельно изучалось усвоение углеродных наночастиц клетками растений и млекопитающих,  что вносит свой вклад в общую картину поведения наночастиц в биологических и экологических системах.
«Наше исследование представляет собой первое параллельное сравнение усвоения углеродных наночастиц клетками растения Allium сера (Репчатый лук) и клетками млекопитающих HT-29. Мы выявили два ключевых фактора в определении метаболического пути наночастиц в биологических и экологических системах: структура клетки-хозяина и физиохимия наночастиц. Эти два фактора учитывались во всех системах, в которых участвовали синтетические наночастицы и живые организмы ", говорит Pu-Chun Ke.

В предыдущей работе ( "Дифференциальная цитотоксичность водорастворимых фуллеренов"), было обнаружено, что пирвичные наночастицы могут вызывать повреждения в клетках млекопитающих, а хорошо-функционализированные фуллеренновые наночастицы гораздо более биосовместимы. Ке, адъюнкт-профессор в Университете Клемсон, объясняет, что такая дифференциальная токсичность связана с гидрофобностью внутреннего слоя липидного бислоя, которая обеспечивает расщепление наночастиц на части.

"Иными словами, устойчивость достаточно высока для хорошо растворимых наночастиц, поглощенных клеткой млекопитающих. Наше исследование показывает, что надмолекулярный комплекс C70 суспендирует в природных органических веществах (C70-NOM) из-за отсутствия идеальной растворимости и поэтому ведет себя подобно первичным наночастицам C70 в клетках млекопитающих. "

Ke и его команда обнаружили, что при наличии гидрофобной, жесткой клеточной стенки растительной клетки, хорошорастворимые производные наночастицы фуллерена C60(OH)20 легко перемещаются через клеточную стенку и накапливаются на границе между стенкой и жидкой и амфифильной плазматической клеточной мембраной. При высоких концентрациях наночастиц такое накопление будет механически повреждать клеточную мембрану и вызывать повреждение клеток. Для сравнения, менее растворимые фуллереновые C70-органические комплексы лучше захватываются пористой клеточной стенкой растительной клетки, и, следовательно, остаются в ней, и мало влияют на жизнеспособность этих клеток.

"Для клеток млекопитающих мы обнаружили, что C60(OH)20 наночастицы в значительной степени био-доброкачественны, а C70-NOM вызывает повреждения клеток при достижении повышенной концентрации", говорит Ке. "Это исследование говорит нам, что одни и те же наночастицы могут оказывать разное воздействие на клетки млекопитающих и растений благодаря наличию дополнительных клеточной стенки у последних. Наночастицы могут вызывать различные повреждения клеток из-за различий в их гидрофильности ".

Результаты этой работы могут быть полезны для двух направлений: уменьшение токсичности наночастиц, используемых для визуализации (например, при нахождении метастазов злокачественных опухолей); и разработка стратегий доставки препаратов и генов в клетки млекопитающих и растений с помощью наночастиц с соответствующим образом подобранными свойствами поверхности.

"Основные компоненты нашего исследования включают надмолекулярные комплексы, молекулярную биологию клетки, и термодинамику", объясняет Ке. "Мы считаем, что необходимы именно такие фундаментальные исследования для того, чтобы описать сложное поведение наночастиц в биологических и экологических системах, служащих основой для понимания последствий применения наноматериалов".

Спонсор текста - лучшие пропускные системы от "SecurityRussia". Турникеты прикрученные, контроль доступа, пропускные системы - все, чтобы обеспечить безопасность вашего помещения!