p Nanopartículas de carbono são uma ferramenta promissora para aplicações biomédicas, por exemplo, para o transporte direcionado de compostos biologicamente ativos para as células. Uma equipe de pesquisadores da Física, Os departamentos de Medicina e Química da Heinrich Heine University Düsseldorf (HHU) examinaram agora se essas partículas são potencialmente perigosas para o organismo e como as células lidam com elas depois de incorporadas. Os resultados do estudo interdisciplinar acabam de ser publicados na revista. Relatórios Científicos . p As nanopartículas são menores do que cinco nanômetros - sendo um nanômetro um milionésimo de milímetro - o que corresponde aproximadamente ao tamanho das macromoléculas. Essas partículas minúsculas são facilmente absorvidas pelas células do corpo. Existem dois aspectos para este recurso. Em primeiro lugar, ele torna as nanopartículas bons veículos para transportar uma ampla gama de compostos ou substâncias anexadas a elas para as células normais doentes de uma maneira direcionada.

p Por outro lado, eles também podem representar riscos à saúde, por exemplo, em conexão com partículas. Uma das maneiras pelas quais o material particulado é criado é em processos de combustão, e parte disso pode ser classificado como nanopartículas. Essas partículas extremamente pequenas podem superar a barreira sangue-ar e penetrar no corpo:A mucosa brônquica dos pulmões não filtra as partículas. Em vez de, eles seguem seu caminho para os alvéolos pulmonares e de lá para a corrente sanguínea.

p Junto com grupos de trabalho do departamento de Química, Pesquisadores do HHU do Instituto de Física da Matéria Condensada Experimental trabalhando sob o comando do Prof. Dr. Thomas Heinzel e do Departamento de Hematologia, Oncologia e Imunologia Clínica trabalhando com o Prof. Dr. Rainer Haas estudaram agora o que acontece quando as células do corpo absorvem tais nanopartículas. Os pesquisadores usaram nanopartículas feitas de grafeno; esta é uma forma especial de carbono que compreende camadas bidimensionais de anéis hexagonais de carbono. Eles as adicionaram a células-tronco hematopoiéticas especiais, conhecidas como células-tronco CD34 +. Essas células são particularmente sensíveis às influências ambientais prejudiciais devido à sua capacidade de se dividir ao longo de sua vida. A suposição é que essas células seriam mais danificadas por nanopartículas - se é que seriam - do que os outros tipos de células mais robustas.

p A equipe interdisciplinar de pesquisadores com sede em Düsseldorf foi capaz de demonstrar que as nanopartículas de carbono entram nas células, onde eles são encapsulados em organelas especiais chamadas lisossomas. Os lisossomas servem como uma espécie de unidade de remoção de resíduos do corpo, onde corpos estranhos se acumulam e normalmente são decompostos com a ajuda de enzimas. Contudo, os pesquisadores não observaram tal processo ao longo da duração dos experimentos, que durou vários dias.

p Ao comparar os genes ativos ("expressão gênica") de células-tronco com e sem adição de nanopartículas, os pesquisadores descobriram que apenas um de um total de 20, 800 expressões gravadas mudaram; efeitos menores foram determinados em outro 1, 171 expressões gênicas.

p O Prof. Heinzel disse a respeito das descobertas:"O encapsulamento das nanopartículas nos lisossomos garante que essas partículas sejam armazenadas com segurança pelo menos por alguns dias - durante nossos experimentos - e não possam danificar a célula. Isso significa que a célula permanece viável sem qualquer mudança significativa na expressão do gene. " Essa percepção é importante se as nanopartículas forem usadas para entregar drogas na célula. A estrutura experimental usada aqui não permite que quaisquer declarações de longo prazo sejam feitas em relação a qualquer probabilidade aumentada de mutação celular resultando em câncer.

p A pesquisa foi realizada em estreita colaboração entre a Faculdade de Matemática e Ciências Naturais do HHU e a Faculdade de Medicina e o Hospital Universitário de Düsseldorf. A Escola de Oncologia de Düsseldorf (dirigida pelo Prof. Dr. Sebastian Wesselborg) financiou a bolsa de doutorado do primeiro autor Stefan Fasbender. O Prof. Haas disse:"A proximidade do Hospital e da Universidade e seus vínculos estreitos em termos de conteúdo fornecem ao HHU um ambiente particularmente frutífero para a pesquisa translacional, onde as percepções e conhecimentos da pesquisa básica são combinados com aspectos relevantes para o tratamento. "