Scienziati dell'Università del Michigan hanno trovato prove che alcuni nanomateriali di carbonio possono entrare nelle membrane delle cellule immunitarie, apparentemente non rilevato dai meccanismi incorporati della cellula per l'inglobamento e lo smaltimento di materiale estraneo, e poi fuggire attraverso qualche sentiero non identificato.
I ricercatori della School of Public Health e del College of Engineering affermano che le loro scoperte su un ingresso più passivo dei materiali nelle cellule sono la prima ricerca a dimostrare che il normale processo di endocitosi-fagocitosi non è sempre attivato quando le cellule si confrontano con piccoli Molecole di carbonio 60 (C60).
La loro ricerca è riportata nell'attuale numero di Nanoscala .
I nanomateriali sono piccoli accumuli di atomi, di solito misura da 1-100 nanometri. Come riferimento, un capello umano è circa 75, 000 nanometri di larghezza. Questo studio ha esaminato nanomateriali noti come fullereni di carbonio, in questo caso C60, che ha una forma sferica distinta.
Nell'ultima decade, gli scienziati hanno scoperto che questi materiali a base di carbonio sono utili in una serie di prodotti commerciali, compresi i farmaci, dispositivi medici, cosmetici, lubrificanti, agenti antimicrobici e altro ancora. I fullereni sono prodotti anche in natura attraverso eventi come eruzioni vulcaniche e incendi.
La preoccupazione è che, per quanto esposto, commerciale o naturale, poco si sa su come l'inalazione di questi materiali influisca sulla salute.
"È del tutto possibile che anche piccole quantità di alcuni nanomateriali possano causare segnali cellulari alterati, " ha detto Martin Philbert, preside e professore di tossicologia presso la Scuola di sanità pubblica UM.
Philbert ha affermato che gran parte della ricerca pubblicata in precedenza ha bombardato le cellule con grandi quantità di cluster di particelle, a differenza di una normale esposizione ambientale.
I ricercatori dell'UM hanno esaminato vari meccanismi di ingresso delle cellule attraverso una combinazione di classici biologici, tecniche biofisiche e computazionali più recenti, utilizzando modelli sviluppati da un team guidato da Angela Violi per determinare come le molecole C60 si fanno strada nelle cellule immunitarie viventi dei topi.
Hanno scoperto che le particelle C60 a basse concentrazioni stavano entrando nella membrana individualmente, senza perturbare la struttura della cellula abbastanza da innescare la sua normale risposta.
"Modellazione computazionale di C60 che interagisce con i doppi strati lipidici, rappresentante della membrana cellulare, mostrano che le particelle si diffondono facilmente nelle membrane biologiche e trovano un equilibrio termodinamicamente stabile in una posizione eccentrica all'interno del doppio strato, "disse Violi, professore di ingegneria meccanica, Ingegneria Chimica, Ingegneria Biomedica, e la scienza e l'ingegneria macromolecolari.
"Il sorprendente contributo delle modalità passive di ingresso cellulare fornisce nuove strade per la ricerca tossicologica, poiché ancora non sappiamo esattamente quali siano i meccanismi che causano questo attraversamento".
