Potensi risiko biologis dari nanopartikel dipelajari – Sains Terkini


Nanopartikel lebih kecil dari lima nanometer – nanometer menjadi sepersejuta milimeter – yang sesuai dengan ukuran makromolekul. Partikel sekecil itu sangat mudah diserap dalam sel-sel tubuh. Ada dua aspek pada fitur ini. Pertama, itu membuat nanopartikel kendaraan yang baik untuk mengangkut berbagai senyawa atau zat yang melekat padanya ke dalam sel-sel yang sakit dengan cara yang ditargetkan.

Di sisi lain, mereka juga dapat menimbulkan risiko kesehatan, misalnya terkait dengan partikel. Salah satu cara pembuatan partikel adalah dalam proses pembakaran, dan sebagiannya dapat diklasifikasikan sebagai partikel nano. Partikel-partikel yang sangat kecil ini dapat mengatasi penghalang udara-darah dan menembus tubuh: Mukosa bronkial di paru-paru tidak menyaring partikel. Sebagai gantinya, mereka masuk ke dalam alveoli paru dan dari sana ke dalam aliran darah.

Bersama-sama dengan kelompok kerja dari departemen Kimia, para peneliti HHU dari Institut Fisika Benda Terkondensasi Eksperimental yang bekerja di bawah Prof. Dr. Thomas Heinzel dan dari Departemen Hematologi, Onkologi, dan Imunologi Klinis yang bekerja di bawah Prof. Dr. Rainer Haas sekarang telah mempelajari apa terjadi ketika sel-sel tubuh menyerap partikel nano tersebut. Para peneliti menggunakan nanopartikel yang terbuat dari graphene; ini adalah bentuk khusus dari karbon yang terdiri dari lapisan dua dimensi cincin karbon heksagonal. Mereka menambahkan ini ke sel punca hematopoietik khusus yang disebut sebagai sel punca CD34 +. Sel-sel ini sangat sensitif terhadap pengaruh lingkungan yang merusak karena kemampuan mereka untuk membelah sepanjang umur mereka. Asumsinya adalah bahwa sel-sel ini akan lebih rusak oleh partikel nano – jika sama sekali – daripada jenis sel lain yang lebih kuat.

Tim peneliti interdisipliner yang berbasis di Düsseldorf dapat menunjukkan bahwa nanopartikel karbon masuk ke dalam sel, di mana mereka dikemas dalam organel khusus yang disebut lisosom. Lisosom berfungsi sebagai jenis unit pembuangan limbah untuk tubuh di mana benda asing menumpuk dan biasanya dipecah dengan bantuan enzim. Namun, para peneliti tidak mengamati proses seperti itu selama durasi percobaan, yang berlangsung selama beberapa hari.

Ketika membandingkan gen aktif ("ekspresi gen") sel induk dengan dan tanpa penambahan nanopartikel, para peneliti menemukan bahwa hanya satu dari total 20.800 ekspresi yang direkam telah berubah; efek minor ditentukan dalam 1.171 ekspresi gen selanjutnya.

Heinzel mengatakan ini mengenai temuan: "Enkapsulasi nanopartikel dalam lisosom memastikan bahwa partikel-partikel ini disimpan dengan aman setidaknya selama beberapa hari – selama percobaan kami – dan tidak dapat merusak sel. Ini berarti sel tetap hidup tanpa perubahan besar dalam ekspresi gen. " Wawasan ini penting jika nanopartikel digunakan untuk mengantarkan obat ke dalam sel. Kerangka eksperimental yang digunakan di sini tidak memungkinkan untuk pernyataan jangka panjang yang dibuat mengenai kemungkinan peningkatan mutasi sel yang mengakibatkan kanker.

Penelitian ini dilakukan sebagai kolaborasi erat antara Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam HHU dan Fakultas Kedokteran dan Rumah Sakit Universitas Düsseldorf. Sekolah Onkologi Düsseldorf (dipimpin oleh Prof. Dr. Sebastian Wesselborg) mendanai beasiswa doktoral dari penulis pertama Stefan Fasbender. Haas berkata: "Kedekatan Rumah Sakit dan Universitas dan hubungan dekat mereka dalam hal konten memberikan HHU lingkungan yang bermanfaat untuk penelitian translasi, di mana wawasan dan keahlian dari penelitian dasar dikombinasikan dengan aspek-aspek yang relevan dengan perawatan."

Referensi:

Bahan disediakan oleh Universitas Heinrich-Heine Duesseldorf. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.