Immagine di un lisosoma osservato mediante microscopia elettronica a trasmissione, un metodo che può rivelare la forma delle nanoparticelle all'interno delle cellule. I prodotti di degradazione sono costituiti da cristalli d'oro di 2 nm di diametro auto-organizzati in nanofoglie. Le nanoparticelle non degradate sono in rosso, e i prodotti di degradazione sono in arancione. Credito:Alice Balfourier, laboratoire MSC (CNRS/università di Parigi) e Christine Péchoux-Longin (piattaforma MIMA2, INRA)
Nanoparticelle d'oro, che dovrebbero essere stabili in ambienti biologici, possono essere degradati all'interno delle cellule. Questa ricerca, condotta da squadre del CNRS, l'Università di Parigi, Università della Sorbona, e l'Università di Strasburgo, sarà pubblicato in PNAS il 16 dicembre, 2019, e rivela la capacità delle cellule di metabolizzare l'oro, che non è essenziale per il loro funzionamento. Questo studio apre la strada a una migliore comprensione del ciclo di vita delle nanoparticelle d'oro negli organismi.
Le nanoparticelle d'oro possiedono proprietà ottiche uniche che vengono utilizzate nella nanomedicina per la terapia e l'imaging anticancro. Sono anche inclusi nelle formule cosmetiche e alimentari. Eppure il loro destino a lungo termine nelle cellule non è stato chiaro, anche se era generalmente accettato che le nanoparticelle d'oro rimanessero intatte indefinitamente nel lisosoma, il "centro di riciclaggio dei rifiuti" della cellula.
Contrariamente al paradigma attuale, gli scienziati hanno seguito l'evoluzione delle nanoparticelle d'oro per sei mesi in un ambiente cellulare, e hanno mostrato che hanno subito trasformazioni significative dopo poche settimane. Misurando l'espressione di over 18, 000 geni nel tempo, hanno rivelato un processo biologico che include meccanismi di disintossicazione e protezione cellulare, che sono anche coinvolti nella degradazione di altri nanomateriali. Hanno anche osservato la presenza di nanoparticelle non degradate e prodotti di degradazione sotto forma di nanofoglie (vedi immagine).
Le nanofoglie sono state osservate per la prima volta quasi 50 anni fa in pazienti affetti da poliartrite reumatoide che erano stati trattati con un'altra forma di oro (oro ionico o "sali d'oro") per alleviare il dolore alle articolazioni. Di conseguenza, esiste un metabolismo di degradazione condiviso tra sali d'oro e nanoparticelle d'oro.
Questo risultato inaspettato, che generalizza il destino delle nanoparticelle d'oro negli organismi, potrebbe aiutare in futuro a valutare meglio la tossicità delle nanoparticelle d'oro e la loro capacità di essere eliminate dall'organismo. Questo lavoro interdisciplinare mette in evidenza anche che l'oro, qualunque sia la sua forma iniziale, possono essere metabolizzati dai mammiferi nonostante non siano essenziali per la loro sopravvivenza.
