納米粒子的生物潛在風險方面的研究



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碳納米顆粒是一種很有前途的生物醫學應用工具,例如將生物活性化合物定向運輸到細胞中。一個研究小組現在已經研究了這些粒子是否對生物體有潛在的危險,以及一旦它們被結合在一起,細胞如何應對它們。

納米粒子小于5納米納米是百萬分之一毫米這大致相當于大分子的大小。這種微小的顆粒很容易被人體細胞吸收。此功能有兩個方面。首先,它使納米顆粒成為良好的載體,用于以有針對性的方式將附著于其上的多種化合物或物質運輸到正常患病細胞中。

另一方面,它們也可能造成健康風險,例如與顆粒物質有關。產生顆粒物質的方法之一是在燃燒過程中,其中一部分可歸類為納米顆粒。這些極小的顆粒可以克服血氣屏障并穿透身體:肺部的支氣管粘膜不會過濾掉顆粒。相反,他們進入肺泡并從那里進入血液。

與化學系的工作小組一起,來自實驗性凝聚態物理研究所的HHU研究人員在Thomas Heinzel教授和血液學,腫瘤學和臨床免疫學系工作,他們在Rainer Haas教授的領導下研究了什么當身體細胞吸收這種納米顆粒時 研究人員使用石墨烯制成的納米粒子; 這是一種特殊形式的碳,包括六邊形碳環的二維層。他們將這些添加到稱為CD34 +干細胞的特殊造血干細胞中。由于它們在整個生命周期中分裂的能力,這些細胞對破壞性環境影響特別敏感。

位于杜塞爾多夫的跨學科研究團隊能夠證明碳納米粒子進入細胞,在那里它們被封裝在稱為溶酶體的特殊細胞器中。溶酶體作為一種廢物去除單元,用于體內異物積聚,通常在酶的幫助下分解。然而,研究人員在實驗期間沒有觀察到任何這樣的過程,持續了幾天。

當比較干細胞的活性基因(“基因表達”)添加和不添加納米粒子時,研究人員發現,總共20,800個記錄表達中只有一個發生了變化; 在另外的1,171個基因表達中確定了輕微的影響。

Heinzel教授對此發現了這樣的觀點:“納米顆粒在溶酶體中的封裝可確保這些顆粒在我們的實驗期間至少安全存放幾天,并且不會損壞細胞。這意味著細胞保持活力,基因表達沒有任何重大變化。“ 如果要使用納米顆粒將藥物輸送到細胞中,這種見解很重要。這里使用的實驗框架不允許就任何導致癌癥的細胞突變的可能性增加做出任何長期陳述。

該研究是由HHU的數學與自然科學學院與醫學院和杜塞爾多夫大學醫院密切合作完成的。杜塞爾多夫腫瘤學院(由Sebastian Wesselborg教授領導)資助了第一作者Stefan Fasbender的博士獎學金。哈斯教授說:“醫院和大學毗鄰的距離以及它們在內容方面的緊密聯系為HHU提供了一個特別富有成效的轉化研究環境,其中基礎研究的見解和專業知識與治療相關的方面相結合。”

故事來源:

海因里希海涅大學杜塞爾多夫分校提供的材料。注:內容可根據風格和長度進行編輯。





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