Forskare vid North Carolina State University har utvecklat en metod för att förutsäga hur nanopartiklar kommer att interagera med biologiska system - inklusive människokroppen. Deras arbete kan ha konsekvenser för förbättrad mänsklig och miljömässig säkerhet vid hantering av nanomaterial, samt ansökningar om läkemedelsleverans.
Jim Riviere, Nancy Monteiro-Riviere, och Xin-Rui Xia var de tre högre utredarna som genomförde detta arbete. Trion publicerade resultaten av sin studie i tidningen Naturnanoteknik . Målet med deras arbete var att skapa en metod för biologisk karakterisering av nanopartiklar - ett screeningsverktyg som skulle göra det möjligt för andra forskare att se hur olika nanopartiklar kan reagera när de är inne i kroppen.
"Vi ville hitta en bra, biologiskt relevant sätt att avgöra hur nanomaterial reagerar med celler, "Dr Riviere förklarade." När ett nanomaterial kommer in i människokroppen, det binder omedelbart till olika proteiner och aminosyror. Molekylerna en partikel binder med kommer att avgöra var den kommer att gå. "Denna bindningsprocess påverkar också partikelns beteende inuti kroppen. Till exempel, aminosyrorna och proteinerna som täcker en nanopartikel ändrar form och ytegenskaper, potentiellt förbättrar eller reducerar egenskaper som toxicitet eller, i medicinska tillämpningar, partikelns förmåga att leverera läkemedel till riktade celler.
För att skapa sitt screeningverktyg, laget använde en serie kemikalier för att undersöka ytorna på olika nanopartiklar, med hjälp av tekniker som tidigare utvecklats av Dr. Xia. En nanopartikels storlek och ytegenskaper avgör vilka material som den kommer att binda sig till. När storlek och ytegenskaper är kända, forskarna kan sedan skapa "fingeravtryck" som identifierar hur en viss partikel kommer att interagera med biologiska molekyler. Dessa fingeravtryck gör att de kan förutsäga hur den nanopartikeln kan bete sig en gång inuti kroppen.
"Denna information gör att vi kan förutsäga var ett visst nanomaterial kommer att hamna i människokroppen, och om det kommer att tas upp av vissa celler eller inte, "Riviere tillägger." Det i sin tur kommer att ge oss en bättre uppfattning om vilka nanopartiklar som kan vara användbara för läkemedelsleverans, och vilka som kan vara farliga för människor eller miljön. "
Detta arbete beskrivs i ett papper med titeln, "Ett index för karaktärisering av nanomaterial i biologiska system" En sammanfattning av detta dokument finns på tidskriftens webbplats.
