Per i ricercatori dell'Università del Wisconsin-Milwaukee che studiano la tossicità delle nanoparticelle d'oro - un materiale minuscolo con applicazioni biomediche potenzialmente grandi - la strada per un nuovo progresso medico può o non può essere lastricata d'oro.

Queste particelle metalliche ultrafini sono molto promettenti per il trattamento di malattie diverse come il cancro, diabete o AIDS, ma gli scienziati devono dimostrare che i nuovi modi per curare le malattie non danneggeranno.

Reinhold Hutz, un professore di scienze biologiche all'UWM, e lo studente laureato Jeremy Larson stanno studiando se le nanoparticelle d'oro colpiscono e distruggono il tratto riproduttivo femminile - l'unica ricerca del suo genere negli Stati Uniti.

Le nanoparticelle d'oro hanno dimensioni comprese tra 1 e 100 nanometri; un nanometro è circa un miliardesimo delle dimensioni di un metro. Notando la notevole scala delle nanoparticelle, Larson ha messo le particelle in prospettiva:"Se una nanoparticella avesse le dimensioni di un pallone da calcio, un virus avrebbe le dimensioni di una persona".

Ciò che distingue le nanoparticelle dalle particelle di altre dimensioni sono le loro proprietà fisiche e chimiche uniche. La compatibilità di altre molecole biologiche con nanoparticelle d'oro, Per esempio, li rende i primi candidati per la somministrazione di farmaci tessuto-specifici.

"Un giorno un medicinale (fatto di nanoparticelle) potrebbe essere sviluppato per colpire un tipo specifico di tumore canceroso e limitare gli effetti collaterali negativi sperimentati dal paziente, " ha detto Larson.

Concentrarsi sulla tossicità delle nanoparticelle d'oro nel tratto riproduttivo è stata una progressione naturale per Hutz, che ha dedicato gran parte della sua carriera alla comprensione della funzione ovarica. L'interesse per il modo in cui le sostanze tossiche ambientali agiscono come estrogeni nelle donne ha portato Hutz e la sua ex studentessa laureata Rose Stelzer a studiare la tossicità delle nanoparticelle d'oro. Hutz ha detto che lui e Stelzer si chiedevano quale ruolo, se del caso, nanoparticelle d'oro giocherebbero nella produzione ovarica di estrogeni.

Il loro articolo del 2009 pubblicato su Giornale di riproduzione e sviluppo hanno mostrato che le nanoparticelle d'oro si accumulano nelle cellule ovariche specializzate nella produzione di estrogeni. Per di più, Hutz e Stelzer hanno scoperto che le particelle alterano la quantità di estrogeni prodotta dalle cellule, spingendo gli scienziati a ipotizzare che le particelle possano minare la fertilità femminile.

Il lavoro di Larson è iniziato dove il suo predecessore aveva interrotto. Larson esplora il ruolo delle nanoparticelle d'oro nel contesto dell'ovaio intatto - il prossimo passo logico dopo aver studiato le cellule in coltura. I risultati preliminari di Larson indicano che, infatti, le nanoparticelle d'oro alterano i geni coinvolti nella produzione di steroidi ovarici.

In termini di uso potenziale di queste nanoparticelle nella somministrazione di farmaci, Hutz ha affermato che alterare il design delle nanoparticelle d'oro - principalmente aggiungendo piccoli gruppi chimici che cambiano la chimica - potrebbe renderle meno tossiche.

Hutz ha detto che gli studi futuri nel suo laboratorio esamineranno il destino delle nanoparticelle d'oro nell'intero animale, dove la funzione ovarica è influenzata da una serie di fattori fisiologici non facilmente ricreabili in un piatto. "Dobbiamo sapere come si muovono le nanoparticelle d'oro nell'animale intatto, dove vanno, come vengono elaborati e cosa fanno le nanoparticelle agli organi del corpo, "ha detto Hutz.

Roberto Tanguay, professore di tossicologia ambientale e molecolare alla Oregon State University, concordato.

"Poiché questi studi sono stati condotti al di fuori dell'animale, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se le esposizioni rilevanti per l'ambiente alle nanoparticelle ingegnerizzate rappresentino un rischio significativo per il sistema riproduttivo dei mammiferi, " Egli ha detto.

Larson ha affermato che la sua esperienza in laboratorio consiste in molte "parti mobili":ore impegnative, territorio inesplorato e una continua ricerca di dollari per la ricerca.

Mancanza di fondi, Hutz e Larson concordarono, è il principale ostacolo alla ricerca. Hutz ha detto che il suo laboratorio è finanziato in parte dai soldi del Children's Environmental Health Sciences Core Center, un consorzio di ricerca con sede a Milwaukee finanziato dal National Institute of Environmental Health Sciences. Il centro mira a comprendere le cause ambientali delle malattie infantili e a comunicare tale conoscenza alle comunità e ai responsabili politici, secondo il direttore del centro David Petering, un professore di chimica all'UWM.

"Ci sono solo 17 di questi centri nel Paese, assegnato in modo competitivo a istituzioni accademiche come Harvard, MIT, Johns Hopkins e l'Università del Wisconsin-Milwaukee, " disse Pietro.

Il centro è un'iniziativa congiunta di UWM, il Children's Research Institute of Children's Hospital of Wisconsin e il dipartimento di pediatria del Medical College of Wisconsin, con scienziati della Marquette University, UW-Madison e UW-Parkside.

"Ricercatori come il Dr. Hutz hanno accesso a personale e infrastrutture speciali, finanziamenti per la ricerca esplorativa, e una vasta comunità di scienziati che si dedicano a lavorare insieme per migliorare la salute dei bambini, " disse Pietro.

Come studente laureato, Larson fa parte di una comunità scientifica meno visibile composta da tirocinanti e scienziati all'inizio della carriera nelle università di tutta la città. Molti dottorandi e ricercatori post-dottorato rimangono dietro le quinte, lavorando nei laboratori e pubblicando i loro risultati fuori dalla vista del pubblico. larson, però, ha detto che è determinato a mettere in evidenza la ricerca che svolge all'UWM. Ha aggiunto che è spesso in competizione per borse di studio e premi con studenti provenienti da più grandi, istituti di ricerca meglio finanziati. La sua ricerca sulle nanoparticelle d'oro ha ottenuto numerosi riconoscimenti in occasione di convegni scientifici nazionali.

Larson ha notato che gli piacciono le opportunità di andare oltre il suo banco di laboratorio e connettersi con gli altri.

"Nella mia mente, il più impegnativo, ma molto piacevole, aspetto del nostro lavoro è la collaborazione, sforzo interdisciplinare che attinge da molti campi della scienza - fisica, ingegneria, chimica, biologia e tossicologia molecolare".

c) 2011, Sentinella ufficiale di Milwaukee.
Distribuito da McClatchy-Tribune Information Services.