Наночастицы дают надежду на решение многих проблем – от постановки точного медицинского диагноза до развития альтернативных источников энергии и создания более прочных материалов. Но сначала ученые должны выяснить, как эти крошечные частицы взаимодействуют со средой – внутри организма и в более глобальных масштабах, а также может ли быть токсичным это взаимодействие?

В недавнем исследовании ученые Национальной Тихо-океанской Северо-западной Лаборатории открыли клеточные взаимодействия наночастиц на молекулярном уровне, которые могут объяснить, как частицы влияют на живые системы, сообщает physorg.com. Результаты появятся в журнале Nanotoxicology.

Имея полную информацию о клеточном взаимодействии и реакциях на наночастицы, правительственные структуры и научные организации могут установить реалистичные нормы использования частиц, что позволит сохранить здоровье человека, защитить окружающую среду, и одновременно стимулировать инновационное развитие энергетики, медицины и материаловедения.

Исследователи сосредоточились на идентификации базовых механизмов, которые управляют наночастицами при взаимодействии с клетками. С помощью замедленной высокочувствительной флуоресцентной микроскопии в Лаборатории молекулярных исследований окружающей среды (научное подразделение Министерства энергетики США в Национальной Тихо-океанской Северо-западной Лаборатории), ученые изучили наночастицы аморфного кремнезема в макрофагах – компонентах иммунной системы человека.

Высокочувствительная микроскопия позволила им в реальном времени отслеживать наночастицу, попавшую в клетку: как она взаимодействует с клеткой и что с ней происходит в итоге. Они обнаружили, что наночастицы в клетке склонны двигаться вместе с определенным белком макрофага – фагоцитарным рецептором-А.

Рис. 1. Наночастицы (красные) солокализованы и двигаются с фагоцитарным рецептором-А (зеленый), что позволяет предположить, что рецептор играет определенную роль во взаимодействии этих частиц в клетках.

Когда рецептор был выражен в клетках, которые обычно не экспрессируют этот белок, клетки связывались с большим количеством частиц. Когда экспрессия рецептора в макрофаге подавлялась, клетки связывались с меньшим количеством частиц. Однако, посредничество рецептора главным образом касается отдельных наночастиц. При формировании больших скоплений, только меньшие частицы оказывались связанными с рецепторами.

По материалам: