I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato un metodo per prevedere i modi in cui le nanoparticelle interagiranno con i sistemi biologici, compreso il corpo umano. Il loro lavoro potrebbe avere implicazioni per una migliore sicurezza umana e ambientale nella manipolazione dei nanomateriali, così come le domande per la consegna di farmaci.

I ricercatori dello stato della Carolina del Nord Dr. Jim Riviere, Burroughs Wellcome Distinguished Professor di Farmacologia e direttore del Centro universitario per la ricerca sulla tossicologia chimica e la farmacocinetica, Dott.ssa Nancy Monteiro-Riviere, professore di dermatologia investigativa e tossicologia, e il dottor Xin-Rui Xia, professore assistente di ricerca di farmacologia, voleva creare un metodo per la caratterizzazione biologica delle nanoparticelle, uno strumento di screening che consentisse ad altri scienziati di vedere come potrebbero reagire le varie nanoparticelle quando si trovano all'interno del corpo.

"Volevamo trovare un buon modo biologicamente rilevante per determinare come i nanomateriali reagiscono con le cellule, " Riviere dice. "Quando un nanomateriale entra nel corpo umano, si lega immediatamente a varie proteine ​​e amminoacidi. Le molecole con cui una particella si legherà determineranno dove andrà".

Questo processo di legame influenza anche il comportamento della particella all'interno del corpo. Secondo Monteiro-Riviere, gli amminoacidi e le proteine ​​che rivestono una nanoparticella ne modificano la forma e le proprietà superficiali, potenzialmente migliorare o ridurre caratteristiche come la tossicità o, nelle applicazioni mediche, la capacità della particella di somministrare farmaci alle cellule bersaglio.

Per creare il loro strumento di screening, il team ha utilizzato una serie di sostanze chimiche per sondare le superfici di varie nanoparticelle, utilizzando tecniche precedentemente sviluppate da Xia. Le dimensioni e le caratteristiche della superficie di una nanoparticella determinano i tipi di materiali con cui si legherà. Una volta note le caratteristiche dimensionali e di superficie, i ricercatori possono quindi creare "impronte digitali" che identificano i modi in cui una particolare particella interagirà con le molecole biologiche. Queste impronte digitali consentono loro di prevedere come potrebbe comportarsi quella nanoparticella una volta all'interno del corpo.

I risultati dello studio appaiono nell'edizione online del 23 agosto di Nanotecnologia della natura .

"Queste informazioni ci permetteranno di prevedere dove andrà a finire un particolare nanomateriale nel corpo umano, e se verrà assorbito o meno da alcune cellule, " Riviere aggiunge. "Questo a sua volta ci darà un'idea migliore di quali nanoparticelle possono essere utili per la somministrazione di farmaci, e quali possono essere pericolosi per l'uomo o per l'ambiente."