(PhysOrg.com) -- Cosa succede quando le cellule viventi assorbono nanoparticelle, quelle minuscole entità che potrebbero offrire nuovi modi di somministrare farmaci nel corpo? Un nuovo studio dei ricercatori dell'UCD ha monitorato il progresso delle nanoparticelle mentre le cellule si dividono, e le loro scoperte - che sono state pubblicate di recente in Nanotecnologia della natura - ci aiuterà a capire meglio come i diversi tessuti del corpo elaborano una dose di nanoparticelle.

“Le nanoparticelle sono materiali ingegnerizzati che stiamo producendo, e ciò che è molto interessante di loro è che hanno una dimensione che è nell'intervallo dei nanometri, quindi sono un po' più grandi delle proteine, ” afferma la Dott.ssa Anna Salvati, un ricercatore post-dottorato presso la UCD School of Chemistry &Chemical Biology. "Le loro dimensioni consentono loro di interagire con la cellula in modi nuovi".

Queste nano-interazioni aprono potenziali opportunità per fornire farmaci in modi nuovi nelle cellule, quindi offrono uno dei modi più promettenti per curare malattie attualmente non curabili, dai tumori alla neurodegenerazione, secondo il dott. Salvati:“Se apprendiamo perché le nanoparticelle possono entrare così facilmente e cosa decide dove vanno nella cellula, quindi potremmo potenzialmente progettare nuovi sistemi di consegna e imparare a consegnare farmaci, "dice lei.

Dobbiamo anche comprendere le bio-nano-interazioni più in generale dal punto di vista della sicurezza, aggiunge. “Potremmo essere esposti ai nanomateriali in alcuni casi perché sono utilizzati per molte applicazioni dalla raccolta di energia, elettronica alle vernici. Garantire che siano al sicuro è importante”.

Il Dr. Salvati lavora in team con il Prof Kenneth A. Dawson presso il Center for BioNano Interactions, la piattaforma nazionale per la nanosicurezza basata sull'UCD, nanobiologia e nanomedicina, e l'UCD Conway Institute for Biomolecular and Biomedical Research.

Insieme a Jong Ah Kim e al dottor Christoffer Aberg, un filone della loro ricerca ha esaminato il destino delle nanoparticelle durante il ciclo di vita delle singole cellule mentre crescono e si dividono. I ricercatori dell'UCD hanno introdotto particelle di polistirene su nanoscala nelle cellule di carcinoma polmonare umano che crescono in laboratorio, e ha utilizzato marcatori fluorescenti per tracciare le nanoparticelle nello spazio e nel tempo. Ciò che hanno identificato è che le nanoparticelle possono entrare facilmente nella cellula e non vengono espulse durante il ciclo di crescita cellulare, ma piuttosto è stata trasmessa alle cellule figlie quando le singole cellule si sono divise in due.

“Quando una cellula si divide, la dose di nanoparticelle interiorizzata è divisa tra le cellule figlie, ” spiega il dottor Salvati. “Ciò significa che le cellule della stessa popolazione possono avere quantità diverse di nanoparticelle interiorizzate, a seconda della fase del loro ciclo cellulare”.

L'osservazione importante è che una dose di nanoparticelle in una popolazione cellulare può essere influenzata mentre le cellule si dividono, e che le singole cellule possono finire con quantità diverse di nanoparticelle.

“Quando si somministra una dose di nanoparticelle e un certo tempo di esposizione, non hai solo una risposta semplice in cui ogni cellula si comporta allo stesso modo - abbiamo visto che le singole cellule si comportano in modo diverso e che possono influenzare la dose di nanoparticelle della cellula, ” spiega il dottor Salvati.

“Le implicazioni possono essere estese anche per gli esseri umani:all'interno del corpo le cellule più specializzate tendono ad avere una divisione cellulare molto lenta, mentre altre cellule si dividono molto frequentemente. Una cella che si divide più frequentemente diluirà la quantità di nanoparticelle perché ogni volta che si divide diluisce il carico, e una cellula che si divide meno spesso potrebbe accumulare più nanoparticelle." Questi risultati aiuteranno anche a garantire la sicurezza delle nanoparticelle, secondo il dottor Salvati, ei ricercatori dell'UCD stanno continuando a sviluppare la loro comprensione delle interazioni.

"Stiamo cercando di descrivere l'accumulo e la cinetica delle nanoparticelle con modelli teorici in modo che possano essere utilizzati per prevedere come si comporteranno le nanoparticelle nelle popolazioni cellulari, "dice lei.

“Sarebbe anche interessante per noi essere in grado di progettare una nanoparticella in grado di colpire le cellule che si dividono rapidamente, come le cellule cancerose, o dove potremmo controllare in quale fase entra nella cellula, quindi potrebbe entrare più facilmente in determinate fasi man mano che la cellula cresce. Aprirà una gamma completamente nuova di opzioni in medicina”.