Felnyársalják magukat a becsapott sejtek

Régóta ismert, hogy az azbesztszálak gondot okoznak az emberi sejteknek. A kutatók mikroszkóp alatt megfigyelték, hogy a hosszú, hegyes azbesztszálak szabályosan átdöfik a sejteket, és úgy állnak ki belőlük mint egy dárda. Most hasonló jelenséget figyeltek meg szén nanocsövek esetén is.

A szén nanocső belefúródik a sejthártyába

A kutatók évek óta próbálják megfejteni, miért igyekeznek bekebelezni a sejtek az azbesztszálakat és más nanoméretű anyagokat, amelyek túl hosszúak ahhoz, hogy teljesen "lenyeljék" ezeket. Az amerikai Brown Egyetem kutatócsoportjának most sikerült választ találnia a kérdésre.

Molekuláris szimulációkkal és kísérletekkel a kutatócsoport kiderítette, hogy bizonyos nanoanyagok, például a szén nanocsövek a hegyükkel lépnek be a sejtbe, és szinte mindig 90 fokos szögben, azaz a sejthártyára merőlegesen. Ez az orientáció becsapja a sejteket. Mivel a sejtek először a nanoanyagok legömbölyített végét kezdik bekebelezni, összetévesztik a hosszú hengert egy gömbbel. Mire a sejt "rájön", hogy az anyag túl hosszú ahhoz, hogy teljesen bekebelezze, már késő.

A kutatás azért különösen fontos, mert a nanoanyagokat, köztük a szén nanocsöveket ígéretes anyagoknak tekintik az orvosi felhasználásban. Fő szerepet szánnak nekik a gyógyszerek bizonyos sejtekhez vagy bizonyos helyekre való eljuttatásában az emberi testben.

 

szólj hozzá: Nanocsövet bekebelező sejt

A szén nanocső bekebelezésének számítógépes modellje

"Amennyiben sikerül teljesen megértenünk a nanoanyagok és a sejtek között lejátszódó dinamikai folyamatokat, akkor más csöveket tudunk tervezni, amelyek képesek befolyásolni, hogyan lépjenek kölcsönhatásba a sejtekkel, hogy az ne károsítsa azokat" - mondja Huajian Gao, a Nature Nanotechnology folyóiratban megjelent cikk társszerzője. "Végső soron azt akarjuk megakadályozni, hogy kialakuljon a sejtek és a nanovégek közötti vonzódás."

Az azbesztszálakhoz hasonlóan a kereskedelemben kapható szén nanocsövek és arany nanohuzalok vége lekerekített, rendszerint 10-100 nanométer átmérőjű. A méret fontos szerepet játszik, mert ez a mérettartomány az, amelybe tartozó dolgokat a sejtek képesek kezelni. Amikor hozzáérnek a nanocsőhöz, akcióba lendülnek a sejt felszínén lévő speciális receptorfehérjék, és körbehajlítják a sejtmembránt a nanocső vége körül. Ezt nevezik a szerzők "csúcsfelismerésnek". Miközben ez lejátszódik, a nanocső 90 fokos szögbe fordul a sejtmembránhoz képest, így kerül ugyanis a legkevesebb energiába a részecske bekebelezése.

Amikor a bekebelezés (endocitózis) elkezdődik, már nincs visszaút. Néhány perc elteltével a sejt észleli, hogy képtelen teljesen bekebelezni a nanoszerkezetet, ezért végül segélyhívó jeleket bocsát ki. Ekkor azonban már túl késő. A jelek immunválaszt váltanak ki, amely ismétlődő gyulladást hoz létre, s ez végül a sejt pusztulásához vezet.

A kutatók most nem lekerekített végű, illetve kevésbé merev nanoanyagokkal (nanoszalagokkal) folytatnak kísérleteket, hogy megállapítsák, azok is hasonló problémát okoznak-e a sejteknek. Az első tapasztalatok szerint, ha a nanocső lekerekített végét levágják (azaz a cső nyitott és üreges), akkor a cső elfekszik a membránon, és nem lép be szinte merőlegesen a sejtbe. Ez biztató lehet a jövőre nézve.