Um detalhe esquecido pode invalidar os resultados de alguns experimentos anteriores com nanopartículas
p O efeito do pescoço do cisne. A geração espontânea - a ideia de que organismos vivos como vermes surgem de matéria morta - persistiu no século 19 porque as pessoas que tentaram testá-la tiveram problemas com projetos experimentais. Eles estavam particularmente irritados com o ar. O ar deve ser incluído ou excluído do frasco contendo um caldo nutritivo? O ar pode ser necessário para a geração espontânea, como é para combustão, ou pode flutuar em microrganismos cuja presença invalidaria um resultado positivo. Geração tão espontânea, uma ideia familiar a Aristóteles, não foi definitivamente refutado até que o cientista francês do século 19, Louis Pasteur, apresentou um projeto experimental que separava as duas funções do ar. Ele fervia caldo em um frasco, em seguida, aqueceu o gargalo do frasco e dobrou-o no pescoço de um cisne. O ar pode entrar no frasco, mas microorgansismos no ar instalaram-se na curva do pescoço. O caldo ficou claro, provando definitivamente que a vida não surge espontaneamente e só vem da vida. Yassine Mrabet / Wikimedia Commons
p (PhysOrg.com) - Como qualquer cientista de bancada irá lhe dizer, design experimental pode ser o próprio diabo. Por mais que tente, pode ser difícil de reconhecer, muito menos eliminar, os muitos fatores estranhos que podem influenciar um experimento. E fatores de confusão não reconhecidos podem invalidar anos de trabalho. p Portanto, os cientistas se preocupam. Recentemente, o cientista Younan Xia, da Universidade de Washington em St. Louis, começou a se preocupar com os experimentos in vitro que seu laboratório estava fazendo para estudar a absorção de nanopartículas por células vivas.
p No laboratório, as células foram sempre semeadas no fundo de um prato e o meio de cultura contendo nanopartículas adicionado do topo.
p “As pessoas presumiram que, se preparassem uma suspensão, a suspensão teria a mesma concentração em todos os lugares, inclusive na superfície das células, ”Diz Xia, PhD, o professor James M. McKelvey do Departamento de Engenharia Biomédica, diz.
p Uma bateria de experimentos no laboratório de Xia com configurações verticais e invertidas mostrou que nanopartículas acima de certos tamanhos e pesos irão se estabelecer. Portanto, as concentrações das nanopartículas perto das superfícies das células são diferentes daquelas na solução a granel e as taxas de absorção celular são mais altas.
p Essa questão é importante porque os cientistas estão investigando ativamente o uso de nanopartículas como veículos para a entrega de drogas ou genes às células.
p Para esses aplicativos, os cálculos da dose que as partículas realmente transmitem às células são de importância crucial.
p Os experimentos no laboratório de Xia compararam a configuração experimental usual (parte inferior) a uma configuração invertida (parte superior). A absorção de nanopartículas nas duas configurações difere apenas se a proporção das forças que conduzem a sedimentação (S) para aquelas que conduzem a difusão (D) são diferentes. Na situação mostrada aqui, as células verticais absorveram mais nanopartículas do que as invertidas. IMAGEM:YOUNAN XIA / WUSTL
p Como os cientistas concluem no
Nature Nanotechnology artigo que descreve os experimentos, “Estudos sobre a absorção celular de nanopartículas que foram conduzidos com células na configuração vertical podem ter dado origem a dados errôneos e enganosos.”
p
Topsies e Turveys
p Até agora, as nanopartículas eram consideradas bem dispersas no meio de cultura porque são pequenas o suficiente para serem facilmente elevadas pelo movimento browniano, o movimento aleatório das moléculas no meio.
p Portanto, os cientistas sentiram que poderiam assumir com segurança que a concentração de nanopartículas no fluido próximo às células, que impulsiona a absorção celular, foi a mesma que a concentração inicial de nanopartículas no meio.
p “Começamos a nos perguntar, Contudo, porque nossas nanopartículas são feitas de ouro, ”Diz Xia. “O ouro não é tóxico, mas também é muito pesado, então era concebível que nanopartículas relativamente grandes pudessem se estabelecer. ”
p Uma vez que é impossível medir a concentração exata de nanopartículas de ouro na superfície de uma célula, Xia e seus colegas projetaram um experimento simples para ver claramente a diferença de concentração causada pela sedimentação.
p O laboratório de Xia testou nanoesferas de ouro de três tamanhos, nanocages de dois comprimentos de borda, e nanorods, alguns com revestimentos de superfície que coletam proteínas séricas em solução e outros revestidos com uma substância química que atua como um agente anti-incrustante.
p Depois que as células foram incubadas em meio contendo nanopartículas, a concentração das nanopartículas foi medida espectroscopicamente e o número de partículas que cada célula havia absorvido foi então calculado.
p Na literatura, Xia diz, há relatos de que a absorção celular de nanopartículas depende do tamanho das nanopartículas, forma e revestimento de superfície.
p Os experimentos de seu laboratório mostraram que essas características são secundárias, relevantes apenas na medida em que afetam as velocidades de sedimentação e difusão das nanopartículas.
p Para pequenos, partículas de luz, não havia disparidade entre as células nas configurações vertical e invertida. No caso de maior, partículas mais pesadas, Contudo, sedimentação dominada, e as células verticais absorveram mais nanopartículas do que as células invertidas.
p “Todos os trabalhos anteriores podem precisar ser reavaliados para levar em conta os efeitos da sedimentação na dosimetria de nanopartículas, ”Concluem os autores.
p “Não é diferente dos medicamentos que precisam ser agitados para suspender um pó na água. Se você não agitar a garrafa, “Xia diz, "Você acaba tendo uma overdose ou subdosagem."
