Nano-biointeraction y nanopathology

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

Una entrevista con el Dr. Antonietta Gatti conducto en abril Cashin-Garbutt, mA (Cantab)

¿Cómo los nanoparticles obran recíprocamente con las estructuras biológicas tales como células, proteínas, y DNA?

Nanoparticles incorpora el organismo en varias maneras. En la mayoría de los casos con la inhalación y la ingestión. Cuando están inhalados, expulsan a la mayoría de ellas con la respiración siguiente. Cuando están injeridos, la mayor parte de se libran a través de las heces. Pero algunos son capturados por los tejidos de los pulmones y del sistema digestivo e incorporan la sangre, así asegurando una dispersión entera en la carrocería.

glóbulo metálico de los glóbulos rojos

Vaso sanguíneo con glóbulos rojos y un glóbulo metálico (marcador 20micron)

Por ejemplo, debido a su biocompatibility pobre o ningún biocompatibility en absoluto, el macizo, los nanoparticles inorgánicos transforma el fibrinógeno en la fibrina, es decir una proteína soluble en insoluble. En algunos temas, los que no producen en absoluto ni producen suficiente agentes fibrinolóticos, que la proteína no está destruida y no se convierte en el andamio a los trombos, causando thrombo-embolia pulmonar si el fenómeno ocurrió en las venas, y recorrido o infarto si era la sangre arterial que se interesará. Ésa es la primera acción recíproca importante.

En la mayoría de la gente, las partículas presentes en la sangre se llevan a cualquier órgano donde se capturan sin ninguna posibilidad para escape. La reacción biológica es la que está típica a los cuerpos extraños: el incremento de un tejido inflamatorio que puede girar en un cáncer.1-8 El proceso puede tardar meses si la exposición a las partículas es determinado alta, como suceso, por ejemplo, a los soldados que luchan expuestos al polvo de explosiones, o de décadas en otros casos, no raramente excediendo el curso de la vida del tema y, así pues, siguiendo siendo inadvertido.

Pero una acción recíproca puede suceso con el cerebro, donde los nanoparticles pueden entrar libremente, 9-14 causando la inflamación y las enfermedades neurológicas de seguimiento. Las observaciones directas de los tejidos cerebrales afectados por patologías tienen gusto de Parkinson, Alzheimer, autismo u otras enfermedades podrían mostrar su presencia in situ.

Otras acciones recíprocas pueden ocurrir con el páncreas que la hace incapaz de producir la insulina. Nanoparticles puede también viajar de molde-madre al feto y ser la causa de los abortos involuntarios, de las malformaciones o aún del cáncer en el feto sí mismo. 15,16

Cuál es determinado interesante es la acción recíproca entre los nanoparticles y la DNA, pues esas partículas pueden incorporar la célula y obrar recíprocamente con las substancias nucleares. La DNA consigue dañada por ese contacto, especialmente durante la reproducción de la célula, y es real duro o imposible en absoluto conjeturar su resultado. Las células pueden defenderse contra ataques externos e incluso reparar la DNA en algunos casos. Lamentablemente, por lo que puedo ahora decir, eso no suceso si los atacantes son nanoparticles, y las células no pueden incluso comprometer suicidio con apoptosis.

¿Qué nivel de comprensión se ha alcanzado en lo que respecta a acciones recíprocas del nanoparticle y hasta dónde el nanomedicine ha avance estos últimos años?

Tomó algunos años antes de la ciencia, y el remedio particularmente, comenzada para entender la importancia de nanoparticles y el fragmento de sus efectos sobre nuestros organismos. Afortunadamente bastante, ahora muchos científicos están investigando activamente en el tema y el conocimiento está avance rápidamente, incluso si muestra los límites, de momento, debido a la imposibilidad de ocuparse de las leyes de la física poco conocidas en el nanolevel.

Debe ser admitido, aunque, que nuestro nivel de conocimiento sigue siendo muy inferior y, estar seguro, nosotros puede ni siquiera imaginarse cuáles son muchas implicaciones de la acción recíproca entre los nanoparticles y salud, y los nanoparticles y el ambiente.

Nanomedicine se aprovecha de los resultados de la nanotecnología y del nanotoxicology, lamentablemente privilegiando el anterior. Además de ser utilizado como clases de drogas a veces, los nanoparticles dirigidos son ondas portadoras formidables para los agentes diagnósticos y terapéuticos (seguramente para que su capacidad negocie todas las barreras fisiológicas), y es esa característica que es determinado atractiva.

Pero hay algunas cosas que se deben tener en cuenta y servicio como advertencia. Nuestro organismo no tiene ningún mecanismo para librarse de nanoparticles sólidos, inorgánicos, no-biodegradables una vez que han sido engullidos por un tejido. Así pues, se convierten en inductores patológicos simple porque se perciben y se reconocen para cuáles son: los cuerpos extraños, y la carrocería reacciona por consiguiente.

Por esa razón, las apenas partículas como un ejemplo, del oro, de la plata o del hierro-óxido como el resto de las partículas no-biodegradables no deben ser utilizadas. En fin, solamente se ajustan las partículas biodegradables. Si usted descuida esta dimensión, será imposible no tener problemas graves que reduzcan inevitable progreso porque usted tendrá que dedicar su tiempo y energía a cómo reparar el comedor militar hecho.

nanoparticles embutidos agregado proteic

Un agregado proteic con los nanoparticles esféricos embutidos. La formación es debido al nanobiointeraction.

¿Por qué se puede nano-biointeraction y el nanopathology considerar dos lados de la misma moneda?

Nanopathology es el médico o, mejor, la ciencia interdisciplinaria, con respecto a las enfermedades causadas por micro y los nanoparticles. Las acciones recíprocas entre esas partículas y el organismo considerado como el complejo del conjunto de órganos, los tejidos, el microbiota y sus funciones incontables son el asiento en el cual se basa el nanopathology. Así pues, contestar a su pregunta, una no podría existir sin la otra.

¿Cómo la microscopia electrónica de la exploración se ha utilizado para desarrollar protocolos para determinar nano-biointeractions?

De una manera y en muchos casos, la cosa más simple de hacer cuando usted quiere explorar un territorio debe llegar a ser capaz de verlo y la microscopia electrónica de la exploración permite que usted considere micro y nanoparticles dentro de los tejidos patológicos y que verifique directamente la acción recíproca.

La microscopia óptica es necesaria publicar una diagnosis pero no es apropiada y bastante potente apreciar los detalles de qué suceso entre las partículas y los tejidos biológicos. La microscopia electrónica de la exploración permite considerar la forma de partículas, de su talla y de su ordenación en el tejido e incluso dentro de las células, y permite utilizar un sensor de EDS llamado equipo (sistema dispersivo de la energía) que pueda darle un análisis exacto de la composición elemental de las partículas que usted está observando. Todos que la información es esencial entender el fenómeno.

Haciendo la diagnosis publicar por el histopathologist disponible y la caracterización de las partículas usted consiguió aunque la microscopia electrónica de exploración, usted puede comenzar a crear protocolos para estudiar las acciones recíprocas que usted está interesado a.

¿Cuál otras tecnologías han sido vitales a su investigación?

Mucho de lo que lo hago está a través de un microscopio electrónico, un microscopio electrónico ambiental de exploración de la pistola de la emisión de campo que tenga una suficiente exactitud para ver también las partículas 10nm-sized.

La microscopia electrónica de transmisión es útil a veces y también miradas correlativas que prometen, una técnica de la microscopia de la proyección de imagen que combine la luz y la microscopia electrónica.

Para ser muy directo: el mayor problema es dinero.

¿De qué maneras pueden los estudios nanopathological afectar medecina legal?

Nanoparticles se llama los “puntos negros invisibles”: armas muy potentes que, por decirlo así, pueden también ser una clase de huellas dactilares. Por ejemplo, una pistola puede salir de los trazos que son mucho que informan más que qué es hecha generalmente por forense. Cuál es muy importante e innovador es que, cuando están aplicados de la manera correcta, los estudios nanopathological le dan la capacidad de trazar la fuente de la contaminación, cualquier significado usted atribuye a la palabra, y eso es un nuevo enfoque a la medecina legal.

Estamos aplicando esta metodología en los casos traídos a la corte por los soldados expuestos a qué parece una contaminación extraña, una contaminación cuyas características sean inusuales en nuestras ciudades, debido a las explosiones das alta temperatura de las armas de alta tecnología que pegan un objetivo.

Otros casos son los de los trabajadores expuestos a la contaminación de partículas en sus lugares de trabajo o aún de la gente expuesta a la extensión de la contaminación del medio ambiente en el aire respiran por las chimeneas de industrias. Debe ser dicho que experiencia de las necesidades de la medecina legal y una base de datos sustancial para trabajar con.

¿Qué usted piensa los asimientos futuros para la nanotecnología en remedio?

Ninguna duda: el nanotech es muy emocionante. El descubrimiento de las propiedades de la materia en el nanoscale, es decir a medio camino entre la talla de átomos y de moléculas y la de objetos diarios, y realizar que ese conocimiento se puede explotar en campos tecnológicos incontables, que, a su vez, hace que los usos incontables abran los horizontes que eran inimaginables hasta hace unos años. El remedio es apenas uno de los campos que pueden aprovechar de las nanotecnologías y solamente la fantasía parece ser el límite.

Pero debemos ser sabios y recordar que si no queremos desviar dentro y fuera de la calle con nuestro vehículo, debemos saber utilizar el freno cuando es necesario. En mi opinión, el peligro más grande del nanotech es su misma fuerza: las posibilidades enormes que permite y la facilidad con la cual los resultados pueden ser obtenidos, en muchos casos resultados lucrativos.

Eso significa la competencia feroz y, usted quiere ganar, usted debe siempre estar delante de su competidor. Esto activa los rotores de turbina para ser descuidado y para descuidar prudencia y sentido común.

En la mayoría de los casos, los usos médicos necesitan ser experimentados durante mucho tiempo. Eso porque el remedio no es una ciencia como, por ejemplo, las matemáticas. En remedio no hay teoremas universales que se demostrarán y ningunas verdades universales, pero todo se debe evaluar con estadísticas: es decir grandes números.

Además de eso, hay biología que se considerará, y la biología toma tiempo a menudo para dar respuestas. Y el tiempo es el problema grande, porque el tiempo significa el dinero. Así pues, los rotores de turbina se tientan para tomar riesgos, que significa no sólo el dinero en juego pero pueden significar alguien salud. En fin, un futuro brillante está delante prudencia ofrecida es la guía.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

Escribí varios artículos, capítulos en los libros científicos del alguien diferente y los libros completos. Mucho de mis resultados se puede encontrar allí, pero la investigación está avance tan rápidamente que es apenas posible continuar con las publicaciones.

  • Sobre-expresan G.a, , 1, Visani, A.b Manti, L.b Valentini, B.b Canonico, F.a Loscocco, A.a Isidori, E.a Gabucci, P.b Gobbi, S.c Montanari, M.c Rocchi, S.c Papa, nanoparticlesd de A.M. Gatti Environmental importante en leucemia mieloide aguda. Investigación de la leucemia, volumen 50, noviembre de 2016, paginaciones 50-56. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0145212616301916
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Sobre el Dr. Antonietta Gatti

Antonietta GattiPersona internacional de las sociedades de biomateriales y de la ingeniería

Profesor visitante al instituto para el profesor adjunto avanzado de la convergencia de las ciencias (Departamento de Estado, los E.E.U.U.) del Consejo Nacional de la investigación de Italia ISTEC (Faenza)

Consultor a la Comisión gubernamental italiana en el uranio empobrecido y las enfermedades 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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