Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

NIST επιστήμονες Ποσοτικοποίηση νανοσωματιδίων-πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων

Published on January 12, 2010 at 6:12 PM

Μια ερευνητική ομάδα στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST), έχει ποσοτικά την αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων χρυσού με σημαντικές πρωτεΐνες που βρίσκονται στο ανθρώπινο αίμα, μια προσέγγιση που θα πρέπει να είναι χρήσιμη για την ανάπτυξη των νανοσωματιδίων με βάση ιατρικές θεραπείες και για την καλύτερη κατανόηση του φυσικού προέλευσης της τοξικότητας ορισμένων νανοσωματιδίων.

Η ινσουλίνη, μία από τις πιο κοινές πρωτεΐνες στο αίμα του ανθρώπου, μπορεί να συσσωρευτούν σε ινώδη μάζες όταν misfolds. Η έρευνα από μια ομάδα στο NIST δείχνει ότι τα νανοσωματίδια χρυσού αύξηση προφανώς τάση της ινσουλίνης για να διαμορφώσει αυτές τις ίνες. (. Color προστίθεται για σαφήνεια) Πίστωση: NIST

Τα νανοσωματίδια δείχνουν υπόσχεση ως οχήματα για την παράδοση των ναρκωτικών, όπως ιατρικά διαγνωστικά εργαλεία, και ως μέσο θεραπείας του καρκίνου, από μόνα τους. Νανοσωματίδια χρυσού, σφαίρες που ποικίλουν σε μέγεθος από 5 έως 100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου σε διάμετρο, είναι ιδιαίτερα χρήσιμη διότι από τους πολλούς τρόπους μεταλλικές επιφάνειες τους μπορεί να είναι "functionalized", συνδέοντας προσαρμοσμένες μόρια για την εκτέλεση διαφόρων εργασιών στο σώμα. Ωστόσο, οι θεραπείες απαιτούν ένα μεγάλο αριθμό των σωματιδίων που εγχέεται στο αίμα, και αυτά θα μπορούσαν να είναι επικίνδυνα σε περίπτωση που αλληλεπιδρούν με το σώμα σε απρόβλεπτες τρόπους.

Σύμφωνα με NIST υλικά επιστήμονας Jack Douglas, ένα από τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζουν νανοϊατρικής είναι η τάση των πρωτεϊνών για να κολλήσει στα νανοσωματίδια που επιπλέουν ελεύθερα στην κυκλοφορία του αίματος. "Τα νανοσωματίδια επιχρισμένα με τις πρωτεΐνες θα αλλάξει γενικά η αλληλεπίδρασή τους με το σώμα και τα νανοσωματίδια μπορεί να αναμένεται να προκαλέσει μια συμπληρωματική αλλαγή στη χημική δράση πρωτεΐνης», λέει ο Ντάγκλας. "Η επικάλυψη μπορεί επίσης να προκαλέσει τα νανοσωματίδια να συγκεντρωθούν όλα μαζί σε μεγάλα μεγέθη, τα οποία μπορεί να προκαλέσει μια τεράστια ανοσολογική απόκριση. Φυσικά, αυτό είναι κάτι που θέλετε να αποφύγετε. "

Οι επιστήμονες έχουν μια φτωχή κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων, τόσο η ομάδα του NIST αποφάσισε να διερευνήσει τι συμβαίνει όταν τα νανοσωματίδια διαφόρων μεγεθών αντιμετωπίζουν πέντε κοινές πρωτεΐνες του αίματος. Με τη βοήθεια του μια συντροφιά των μικροσκοπίων και των συσκευών φασματοσκοπία, η ομάδα βρήκε αρκετά γενικά πρότυπα συμπεριφοράς. "Όταν οι πρωτεΐνες κολλήσει τα νανοσωματίδια, τις οπτικές ιδιότητες των δύο σωματίδια και η αλλαγή πρωτεΐνες», λέει ο Ντάγκλας. «Μέτρηση αυτές οι αλλαγές μας βοηθά να ποσοτικοποιηθεί η ακαμψία των νανοσωματιδίων για τις πρωτεΐνες, το πάχος του στρώματος προσροφημένης πρωτεΐνης και την τάση των σωματιδίων για τη συγκέντρωση λόγω της παρουσίας των στρωμάτων πρωτεΐνη."

Πιο συγκεκριμένα, η ομάδα έμαθε ότι και οι πέντε από τις πρωτεΐνες κολλήσει στο χρυσό, με αποτέλεσμα τα εθνικά κοινοβούλια για τη συγκέντρωση, και ότι η αύξηση της διαμέτρου των σφαιρών », αυξημένη ακαμψία τους. Διαπίστωσαν επίσης ότι αυτή η συνάθροιση που προκαλείται συνήθως κάποια αλλαγή στη μορφή των πρωτεϊνών-"που σημαίνει, γενικά, κάποια αλλαγή στη λειτουργία τους, καθώς," λέει ο Ντάγκλας.

Συγκέντρωση αυτή δεν οδηγεί πάντα σε μια τοξική αντίδραση, λέει ο Ντάγκλας, αλλά μπορεί να επηρεάσει το κατά πόσον τα φάρμακα για τα νανοσωματίδια φτάσει ποτέ το στόχο. "Το κυριότερο είναι ότι οι αλληλεπιδράσεις που είναι σε μεγάλο βαθμό από την ύπαρξη του στρώματος του πρωτεΐνης», λέει. «Θες να μάθεις κάτι για αυτά τα στρώματα πρωτεΐνη, εάν θέλετε να ξέρετε τι νανοσωματίδια πρόκειται να κάνουν στο σώμα."

Douglas λέει ότι η μελέτη NIST διευθύνσεις μετρολογίας ανάγκες που εντοπίζονται σε ένα Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας ** έκθεση που δημοσιεύθηκε τον τελευταίο χρόνο ζητώντας περισσότερη ποσοτικών δοκιμών για αλληλεπιδράσεις των νανοσωματιδίων με βιολογικά μέσα και ότι πολλά χρειάζεται περισσότερη δουλειά κατά μήκος αυτού και σε άλλες γραμμές. «Για παράδειγμα, δεν έχει ακόμη καταλάβει πώς διαφορετικού μεγέθους σωματίδια συνδέονται με τις μεμβράνες επιφάνεια των κυττάρων, η οποία είναι όπου πολλές φαρμακευτικές αλληλεπιδράσεις λαμβάνουν χώρα», λέει.

* SHD Lacerda, J. Park, Γ. Μόζα, Δ. Pristinski, ML Becker, Α. Karim και JF Ντάγκλας. Αλληλεπίδραση των νανοσωματιδίων χρυσού με κοινές ανθρώπινες πρωτεΐνες στο αίμα. ACS Nano, 18 Δεκεμβρίου 2009, DOI: 10.1021/nn9011187.

** NRC έκθεση, «Επισκόπηση της Ομοσπονδιακής στρατηγική για τη νανοτεχνολογία-Σχετικές Περιβάλλοντος, Υγείας, Έρευνας και Ασφάλεια», διαθέσιμο στην ηλεκτρονική διεύθυνση www.nap.edu/catalog.php?record_id=12559 # toc .

Last Update: 8. October 2011 19:52

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit