Nano-biointeraction e nanopathology

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

Uma entrevista com Dr. Antonietta Gatti conduziu daqui até abril Cashin-Garbutt, miliampère (Cantab)

Como os nanoparticles interagem com as estruturas biológicas tais como pilhas, proteínas, e ADN?

Nanoparticles incorpora o organismo a um número de maneiras. Na maioria dos casos com a inalação e a ingestão. Quando inalada, a maioria delas é expelida com a respiração seguinte. Quando ingeridos, a maioria deles são obtidos livrados da fezes directa. Mas alguns são capturados pelos tecidos dos pulmões e do sistema digestivo e incorporam o sangue, assim assegurando uma dispersão inteira durante todo o corpo.

spherule metálico das pilhas vermelhas

Vaso sanguíneo com pilhas vermelhas e um spherule metálico (marcador 20micron)

Por exemplo, devido a seu biocompatibility deficiente ou a nenhum biocompatibility de todo, o sólido, nanoparticles inorgánicos transforma o fibrinogénio na fibrina, isto é uma proteína solúvel em uma insolúvel. Em alguns assuntos, aqueles que não produzem de todo nem não produzem bastante agentes fibrinolítico, que a proteína não está destruída e não se transforma o andaime aos thrombi, causando o thrombo-embolismo pulmonar se o fenômeno ocorreu nas veias, e o curso ou o infarto se era o sangue arterial a ser interessado. Aquela é a primeira interacção importante.

Em a maioria de povos, as partículas actuais no sangue são levadas a todo o órgão onde são capturadas sem nenhuma possibilidade para escapar. A reacção biológica é essa típica aos corpos estrangeiros: o crescimento de um tecido inflamatório que possa transformar em um cancro.1-8 O processo pode tomar meses se a exposição às partículas é particularmente alta, como acontece, por exemplo, aos soldados de combate expor à poeira das explosões, ou das décadas em outros casos, não raramente excedendo a vida do assunto e, assim, permanecendo despercebido.

Mas uma interacção pode acontecer com o cérebro, onde os nanoparticles podem entrar livremente, 9-14 causando a inflamação e as doenças neurológicas de seguimento. As observações directas dos tecidos de cérebro afetados por patologias gostam de Parkinson, Alzheimer, autismo ou outras doenças poderiam mostrar sua presença in situ.

Outras interacções podem ocorrer com o pâncreas que faz a incapaz de produzir a insulina. Nanoparticles pode igualmente viajar da matriz ao feto e ser a causa dos aborto, das malformações ou mesmo do cancro no feto próprios. 15,16

O que é particularmente interessante é a interacção entre nanoparticles e o ADN, porque aquelas partículas podem incorporar a pilha e interagir com as substâncias nucleares. O ADN obtem danificado por esse contacto, especialmente durante a reprodução da pilha, e é realmente duro ou impossível de todo supr seu resultado. As pilhas podem defender-se contra ataques externos e mesmo fixar o ADN em alguns casos. Infelizmente, tanto quanto eu posso dizer agora, isso não acontece se os atacantes são nanoparticles, e as pilhas são mesmo incapazes de comprometer o suicídio com o apoptosis.

Que nível de compreensão foram alcançados a propósito das interacções do nanoparticle e como nanomedicine têm avançado distante nos últimos anos?

Tomou certos anos antes da ciência, e medicina em particular, começada compreender a importância dos nanoparticles e a extensão de seus efeitos em nossos organismos. Felizmente bastante, agora muitos cientistas estão pesquisando activamente no assunto e o conhecimento está avançando ràpida, mesmo se mostra os limites, pelo momento, devido à impossibilidade tratar as leis de física pouco conhecidas no nanolevel.

Deve-se admitir, embora, que nosso nível de conhecimento é ainda muito baixo e, para ter certeza, nós pode nem sequer imaginar que muitas implicações da interacção entre nanoparticles e saúde, e os nanoparticles e o ambiente são.

Nanomedicine aproveita-se dos resultados da nanotecnologia e do nanotoxicology, privilegiando infelizmente o anterior. Além da utilização como tipos de drogas em alguns casos, os nanoparticles projetados são portadores formidáveis para agentes diagnósticos e terapêuticos (certamente para que sua capacidade negocie todas as barreiras fisiológicos), e é essa característica que é particularmente atractiva.

Mas há algumas coisas que devem ser mantidas na mente e no saque como uma advertência. Nosso organismo não tem nenhum mecanismo a obter livrado de nanoparticles contínuos, inorgánicos, não-biodegradáveis uma vez que foi tragado por um tecido. Assim, transformam-se indutor patológicos simplesmente porque são percebidos e reconhecidos para o que são: os corpos estrangeiros, e o corpo reagem em conformidade.

Por essa razão, as apenas partículas como um exemplo, do ouro, da prata ou do ferro-óxido como todas partículas não-biodegradáveis restantes não devem ser usadas. Em partículas curtos, somente biodegradáveis são cabidos. Se você negligencia esta medida, será impossível não ter os problemas graves que inevitàvel retardarão o progresso porque você terá que devotar seus tempo e energia a como reparar a confusão feita.

agregado proteic nanoparticles encaixados

Um agregado proteic com nanoparticles esféricos encaixados. A formação é devido ao nanobiointeraction.

Por que pode nano-biointeraction e o nanopathology ser considerado dois lados da mesma moeda?

Nanopathology é médico ou, melhor, a ciência interdisciplinar, em relação às doenças causadas por micro e por nanoparticles. As interacções entre aquelas partículas e o organismo considerado como o complexo do todo dos órgãos, tecidos, microbiota e suas funções incontáveis são a fundação em que o nanopathology é baseado. Assim, para responder a sua pergunta, uma não poderia existir sem a outro.

Como a microscopia de elétron da exploração foi usada para desenvolver protocolos para identificar nano-biointeractions?

Em uma maneira e em muitos casos, a coisa a mais simples de fazer quando você quer explorar um território deve se tornar capaz do ver e a microscopia de elétron da exploração permitem que você considere micro e nanoparticles dentro dos tecidos patológicos e verifique directamente a interacção.

A microscopia óptica é necessária para emitir um diagnóstico mas não é apropriada e poderosa bastante apreciar os detalhes do que acontece entre partículas e tecidos biológicos. A microscopia de elétron da exploração reserva considerar a forma das partículas, do seu tamanho e do seu regime no tecido e mesmo dentro das pilhas, e reserva usar um sensor de EDS chamado equipamento (sistema dispersivo da energia) que possa lhe dar uma análise exacta da composição elementar das partículas que você está observando. Tudo que a informação é essencial compreender o fenômeno.

Tendo o diagnóstico emitido pelo histopathologist disponível e pela caracterização das partículas você obteve embora a microscopia de elétron de varredura, você pode começar criar protocolos para estudar as interacções que você é interessado a.

Que outras tecnologias foram vitais a sua pesquisa?

Muita do que eu faço é através de um microscópio de elétron, um microscópio de elétron ambiental da exploração da arma da emissão de campo que tenha uma suficiente precisão para ver igualmente as partículas 10nm-sized.

A microscopia de elétron de transmissão é útil em alguns casos e igualmente olhares correlativos que prometem, uma técnica da microscopia da imagem lactente que combine a luz e a microscopia de elétron.

Para ser muito directo: o maior problema é dinheiro.

Em que maneiras podem os estudos nanopathological impactar o forense?

Nanoparticles é chamado “balas invisíveis”: as armas muito poderosas que, no caso, podem igualmente ser meio tomam as impressões digitais. Por exemplo, uma arma pode sair dos traços que são muito dizendo que o que é feito geralmente por judicial. O que é muito importante e inovativo é que, quando aplicados na maneira direita, os estudos nanopathological lhe dão a capacidade para seguir a fonte de poluição, o que significado você atribui à palavra, e aquela é uma aproximação nova ao forense.

Nós estamos aplicando esta metodologia nos casos trazidos à corte pelos soldados expor ao que olha como uma poluição estranha, uma poluição cujas as características sejam incomuns em nossas cidades, devido às explosões de alta temperatura das armas alta-tecnologias que batem um alvo.

Outros exemplos são aqueles dos trabalhadores expor à poluição ínfima em seus lugares de funcionamento ou mesmo dos povos expor à propagação da contaminação ambiental no ar respiram por chaminés das indústrias. Deve-se dizer que o forense precisa a experiência e uma base de dados substancial de trabalhar com.

Que você pensa as posses futuras para a nanotecnologia na medicina?

Nenhuma dúvida: o nanotech é muito emocionante. Ter descoberto as propriedades da matéria no nanoscale, isto é a meio caminho entre o tamanho dos átomos e das moléculas e aquele de objetos diários, e ter realizado que esse conhecimento pode ser explorado em campos tecnologicos incontáveis, cada qual, por sua vez, mandam aplicações incontáveis abrir os horizontes que eram inimagináveis até há alguns anos atrás. A medicina é apenas um dos campos que podem tomar a vantagem das nanotecnologia e somente a fantasia parece ser o limite.

Mas nós devemos ser sábios e recordar que se nós não queremos se virar de repente dentro e fora da rua com nosso carro, nós devemos saber usar o freio quando é necessário. Na minha opinião, o perigo o mais grande do nanotech é sua força mesma: as possibilidades que enormes permite e a facilidade com que os resultados podem ser obtidos, em muitos casos resultados lucrativos.

Isso significa a competição feroz e, você quer ganhar, você deve sempre ser antes de seu concorrente. Isto empurra os corredores para ser descuidado e para negligenciar a prudência e o senso comum.

Na maioria dos casos, as aplicações médicas precisam de ser experimentadas por muito tempo. Isso porque a medicina não é uma ciência como, por exemplo, matemática. Na medicina não há nenhum teorema universal a ser demonstrados e nenhumas verdades universais, mas tudo deve ser avaliado com as estatísticas: isto é grandes números.

Além do que isso, há uma biologia a ser considerada, e frequentemente a biologia toma o tempo dar respostas. E o tempo é o problema grande, porque o tempo significa o dinheiro. Assim, os corredores são tentados tomar riscos, que significa não somente o dinheiro em jogo mas podem significar alguém saúde. Em curto, um futuro brilhante é adiante prudência fornecida é o guia.

Onde podem os leitores encontrar mais informação?

Eu escrevi um número de artigos, capítulos em alguém livros científicos outros e livros completos. Muito de meus resultados pode ser encontrado lá, mas a pesquisa está avançando tão rapidamente que é mal possível prosseguir com publicações.

  • G. Visania, , 1, , A. Mantib, L. Valentinib, B. Canonicob, F. Loscoccoa, A. Isidoria, E. Gabuccia, P. Gobbib, S. Montanaric, M. Rocchic, S. Papác, nanoparticles de A M.d Gatti Ambiental sobre-é expressado significativamente na leucemia mielóide aguda. Pesquisa da leucemia, volume 50, em novembro de 2016, páginas 50-56. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0145212616301916
  • Artoni E1, Sighinolfi GL2, Gatti AM3, Sebastiani M4, Colaci M4, Giuggioli D4, CMicro ferri4 e nanoparticles como cofactor patogenéticos possíveis em cryoglobulinemia misturado. MED de Occup (Lond). O 30 de setembro 2016. pii: kqw134. [Epub antes da cópia] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27694373
  • Antonietta M. Gatti, Stefano Montanari, estudos de caso em Nanotoxicology e toxicologia da partícula, Elsevier (EUA) (ISBN: 978-0-12-801215-4). 2015; 1-260.
  • A. Gatti., S. Montanari “Nanopathology: O impacto da saúde dos nanoparticles” editados por PanStanford que publica Pte.Ltd Singapura, ISBN -10981 \ - 4241-00-8, 2008, 1-298.

Referências

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  16. Antonietta M. Gatti1, Paolo Bosco2, Francesco Rivasi1, Sebastiano Bianca3, Giuseppe Ettore3, Luigi Gaetti4, Stefano Montanari5, Giovanni Bartoloni6, nanoparticles dos metais pesados7, de Diego Gazzolo no rim fetal e tecidos do fígado, fronteiras na ciência biológica (edição da elite, E3) 2011; 1 (janeiro): 221-6
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  18. A.M. Guerra do Golfo Sindrome de Gatti “: é o nanopathology a responsabilizar?” NanoNow, em dezembro de 2007, 43-44.
  19. A.Gatti, S. Montanari “Nanopollution: a névoa invisibile das guerras futuras” o futurista, maio-junho de 2008, 32-34.
  20. A.Gatti, S. Montanari “Nanocontamination dos soldados em um espaço da batalha” nos Nanomaterials: Riscos e benefícios, Ed I.Linkov e J. Steeveens, Ed Springer, os Países Baixos, em abril de 2008 83-92.
  21. Antonietta M. Gatti, Stefano Montanari, “Nanoparticles: um formulário novo do terrorismo? “Nas continuações da conferência de NATO-ASI em Chisinau, Moldova os 7-17 de junho de 2010 autorizados “inovações tecnológicas na detecção e na detecção das ameaças radiológicas, nucleares biológicas químicas e do terrorismo ecológico, ED, por A. Vaseashta, E. Braman, P. Susman, media B.V. de SpringerScience +Business do editor, Dordrecht, os Países Baixos, 2012, 45-53,

Sobre o Dr. Antonietta Gatti

Antonietta GattiCompanheiro internacional das sociedades dos matérias biológicos e da engenharia

Professor convidado ao instituto para professor adjunto avançado da convergência das ciências (Departamento de Estado, EUA) do Conselho Nacional da pesquisa de Italia ISTEC (Faenza)

Consultante à comissão governamental italiana no urânio esgotado e nas doenças relacionadas (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.

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