Nano-biointeraction e nanopathology

Dr. Antonietta GattiTHOUGHT LEADERS SERIES...insight from the world’s leading experts

Un'intervista con il Dott. Antonietta Gatti ha condotto da ora ad aprile Cashin-Garbutt, il mA (Cantab)

Come le nanoparticelle interagiscono con le strutture biologiche quali le celle, le proteine ed il DNA?

Le nanoparticelle forniscono l'organismo in vari modi. Nella maggior parte dei casi con inalazione ed ingestione. Una volta inalate, la maggioranza di loro è espelsa con il respiro seguente. Una volta ingerite, la maggior parte di loro si liberano di attraverso le feci. Ma alcuni sono catturati dai tessuti dei polmoni e dell'apparato digerente ed entrano nel sangue, così assicurando un'intera dispersione in tutto l'organismo.

spherule metallico delle cellule rosse

Vaso sanguigno con le celle rosse e uno spherule metallico (indicatore 20micron)

Per esempio, a causa della loro povera biocompatibilità o di nessuna biocompatibilità affatto, il solido, nanoparticelle inorganiche trasforma il fibrinogeno in fibrina, cioè una proteina solubile in insolubile. In alcuni oggetti, coloro che non produce affatto o non produce abbastanza agenti fibrinolitici, che la proteina non si distrugge e non si trasforma nell'impalcatura agli emboli, causanti l'thrombo-embolia polmonare se il fenomeno avesse luogo nei filoni e colpo o infarto se fosse il sangue arterioso da interessare. Quella è la prima interazione importante.

Nella maggior parte della gente, le particelle presenti nel sangue sono portate a tutto l'organo in cui sono catturate senza alcuna possibilità per sfuggire a. La reazione biologica è quella tipica ai corpi estranei: la crescita di un tessuto infiammatorio che può trasformarsi in un cancro.1-8 Il trattamento può richiedere i mesi se l'esposizione alle particelle è particolarmente alta, come accade, per esempio, ai soldati combattenti esposti alla polvere delle esplosioni, o delle decadi in altri casi, non raramente superando la vita dell'oggetto e, così, rimanendo inosservato.

Ma un'interazione può accadere con il cervello, in cui le nanoparticelle possono entrare liberamente, 9-14 causando l'infiammazione e le malattie neurologiche seguenti. Le osservazioni dirette dei tessuti cerebrali influenzati dalle patologie gradiscono Parkinson, Alzheimer, autismo o altre malattie potrebbero mostrare la loro presenza in situ.

Altre interazioni possono accadere con il pancreas che la rende incapace di produrre l'insulina. Le nanoparticelle possono anche viaggiare dalla madre al feto ed essere la causa degli aborti, delle malformazioni o persino del cancro nel feto stesso. 15,16

Che cosa è particolarmente interessante è l'interazione fra le nanoparticelle ed il DNA, poichè quelle particelle possono entrare nella cella ed interagire con le sostanze nucleari. Il DNA si rovina tramite quel contatto, particolarmente durante la riproduzione delle cellule ed è realmente duro o impossible affatto indovinare il suo risultato. Le celle possono difendersi contro gli attacchi esterni e perfino fissare in alcuni casi il DNA. Purtroppo, per quanto posso ora dire, quello non accade se gli attaccanti sono nanoparticelle e le celle non possono anche commettere il suicidio con il apoptosis.

Che livello di comprensione è stato raggiunto per quanto riguarda le interazioni di nanoparticella e fin dove il nanomedicine ha avanzato negli ultimi anni?

Ha catturato determinati anni prima di scienza e la medicina in particolare, iniziata per capire l'importanza delle nanoparticelle e le dimensioni dei loro effetti sui nostri organismi. Abbastanza fortunatamente, ora molti scienziati attivamente stanno ricercando sull'argomento e la conoscenza sta avanzando rapido, anche se mostra i limiti, per il momento, dovuto l'impossibilità occuparsi delle leggi di fisica poco note a nanolevel.

Deve essere ammesso, sebbene, che il nostro livello di conoscenza sia ancora molto basso e, essere sicuro, noi possa nemmeno immaginare che cosa molte implicazioni dell'interazione fra le nanoparticelle e salubrità e nanoparticelle e l'ambiente sono.

Nanomedicine approfitta dei risultati sia di nanotecnologia che del nanotoxicology, purtroppo privilegianti il precedente. Oltre a essere usando come ordinamenti delle droghe in alcuni casi, le nanoparticelle costruite sono portafili ardui per gli agenti diagnostici e terapeutici (certamente affinchè la loro capacità negoziino tutte le barriere fisiologiche) ed è quella funzionalità che è particolarmente attraente.

Ma ci sono alcune cose che devono essere tenute in mente ed il servire come avvertimento. Il nostro organismo non ha meccanismi per liberarsi delle nanoparticelle solide, inorganiche, non biodegradabili una volta che sono state inghiottite da un tessuto. Così, si trasformano in semplicemente in induttori patologici perché sono percepite e si riconoscono per cui sono: i corpi estranei e l'organismo reagisce di conseguenza.

Per quella ragione, le appena particelle come esempio, dell'oro, dell'argento o dell'ferro-ossido come tutte le altre particelle non biodegradabili non dovrebbero essere usate. Nelle brevi, soltanto particelle biodegradabili misura. Se trascurate questa misura, sarà impossibile non avere problemi gravi che rallentino inevitabilmente il progresso perché dovrete dedicare il vostri tempo ed energia a come riparare il disordine fatto.

nanoparticelle incassate cumulo proteic

Un cumulo proteic con le nanoparticelle sferiche incassate. La formazione è dovuto il nanobiointeraction.

Perché può nano-biointeraction e il nanopathology essere considerato due lati della stessa moneta?

Nanopathology è medico o, migliore, la scienza interdisciplinare, per quanto riguarda le malattie causate da micro- e dalle nanoparticelle. Le interazioni fra quelle particelle e l'organismo considerato come il complesso di tutto degli organi, i tessuti, il microbiota e le loro funzioni innumerevoli sono le fondamenta su cui il nanopathology è basato. Così, rispondere alla vostra domanda, una non potrebbe esistere senza l'altra.

Come la microscopia elettronica di scansione è stata usata per sviluppare i protocolli per identificare nano-biointeractions?

In un modo ed in molti casi, la cosa più semplice fare quando volete esplorare un territorio dovete diventare capace di vederlo e la microscopia elettronica di scansione permette che vediate micro- e le nanoparticelle dentro i tessuti patologici e verifichiate direttamente l'interazione.

La microscopia ottica è necessaria da pubblicare una diagnosi ma non è appropriata ed abbastanza potente apprezzare i dettagli di che cosa accade fra le particelle ed i tessuti biologici. La microscopia elettronica di scansione concede vedere la forma delle particelle, della loro dimensione e della loro disposizione nel tessuto e perfino dentro le celle e concede utilizzare un sensore del EDS chiamato strumentazione (sistema dispersivo di energia) che può dargli un'analisi precisa della composizione elementare delle particelle che state osservando. Tutti che le informazioni sono essenziali per capire il fenomeno.

Facendo pubblicare la diagnosi dal histopathologist disponibile e dalla caratterizzazione delle particelle avete ottenuto pur la microscopia elettronica scandendo, voi può cominciare creare i protocolli per studiare le interazioni che siete interessato a.

Che cosa altre tecnologie sono state vitali alla vostra ricerca?

Molto di cui faccio è tramite un microscopio elettronico, un microscopio elettronico a scansione ambientale della pistola dell'emissione di campo che ha un'accuratezza sufficiente per vedere inoltre le particelle 10nm-sized.

La microscopia elettronica di trasmissione è utile in alcuni casi e promessa correlativa egualmente della rappresentazione di microscopia di sguardi, una tecnica che indicatore luminoso delle associazioni e microscopia elettronica.

per essere molto diretto: il problema principale è moneta.

In che modi possono gli studi nanopathological urtare la dialettica?

Le nanoparticelle sono chiamate “richiami invisibili„: armi molto potenti che, per così dire, possono anche essere una specie di impronte digitali. Per esempio, una pistola può lasciare le tracce che sono molto dicenti che che cosa è fatto solitamente da legale. Che cosa è molto importante ed innovatore è che, una volta applicati nel giusto modo, gli studi nanopathological vi danno la capacità di rintracciare la sorgente di inquinamento, qualsiasi significato attribuite alla parola e quello è un approccio novello alla dialettica.

Stiamo applicando questa metodologia nei casi portati alla corte dai soldati esposti a che cosa assomiglia ad un inquinamento sconosciuto, un inquinamento di cui le caratteristiche sono insolite nelle nostre città, dovuto le esplosioni ad alta temperatura delle armi a alta tecnologia che colpiscono un obiettivo.

Altre istanze sono quelle dei lavoratori esposti ad inquinamento polverizzato nei loro posti di lavoro o persino della gente esposta alla diffusione di contaminazione dell'ambiente nell'aria respirano dai camini delle industrie. Deve essere detto che la dialettica ha bisogno dell'esperienza e di un database sostanziale di lavorare con.

Che cosa pensate le tenute future per nanotecnologia nella medicina?

Senza dubbio: il nanotech è molto emozionante. Scoprire i beni della materia a nanoscale, cioè a metà strada fra la dimensione degli atomi e delle molecole e quella degli oggetti di ogni giorno e rend contoere che quella conoscenza può essere sfruttata nei campi tecnologici innumerevoli, di cui ciascuno, a sua volta, fanno aprire le applicazioni innumerevoli gli orizzonti che erano inconcepibili fino ad alcuni anni fa. La medicina è appena una dei campi che possono catturare il vantaggio dalle nanotecnologie e soltanto la fantasia sembra essere il limite.

Ma dobbiamo essere saggi e ricordarci che se non vogliamo deviare bruscamente dentro e fuori della via con la nostra automobile, dobbiamo sapere usare il freno quando è necessario. A mio parere, il più grande pericolo di nanotech è la sua forza stessa: le possibilità che enormi permette e la facilità con cui i risultati possono essere ottenuti, in molti casi risultati redditizi.

Quello significa la concorrenza feroce e, volete estrarre, voi dovete sempre essere davanti al vostro concorrente. Ciò spinge i guide per essere trascurata e per trascurare la prudenza ed il buonsenso.

Nella maggior parte dei casi, le applicazioni mediche devono essere sperimentate a lungo. Quello perché la medicina non è una scienza come, per esempio, matematica. Nella medicina non ci sono teoremi universali da dimostrare e nessun verità universali, ma tutto deve essere valutato con le statistiche: cioè grandi numeri.

Oltre a quello, c'è biologia da considerare e la biologia richiede spesso tempo dare le risposte. Ed il tempo è il grande problema, perché il tempo significa la moneta. Così, i guide sono tentati per assumersi le responsabilità, che significa non solo la moneta in gioco ma possono significare qualcuno salubrità. In breve, un futuro brillante è avanti la prudenza fornita è la guida.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Ho scritto una serie di articoli, capitoli in libri scientifici di qualcun altro e libri pieni. Molto dei miei risultati può essere trovato là, ma la ricerca sta avanzando così rapidamente che è appena possibile da continuare con le pubblicazioni.

  • G. Visania, , 1, , A. Mantib, L. Valentinib, B. Canonicob, F. Loscoccoa, A. Isidoria, E. Gabuccia, P. Gobbib, S. Montanaric, M. Rocchic, S. Papac, DI MATTINA nanoparticelled ambientali di Gatti sovra-è espresso significativamente nella leucemia mieloide acuta. Ricerca di leucemia, volume 50, novembre 2016, pagine 50-56. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0145212616301916
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Circa Dott. Antonietta Gatti

Antonietta GattiCollega internazionale delle società dei biomateriali e dell'assistenza tecnica

Professore all'istituto per il professore associato avanzato di convergenza di scienze (dipartimento di stato, U.S.A.) del Consiglio Nazionale di ricerca dell'Italia ISTEC (Faenza)

Consulente presso la Commissione governativa italiana sull'uranio impoverito e sulle malattie relative (XVI legislatura).

April Cashin-Garbutt

Written by

April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

Citations

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