• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nanocząstki a układ immunologiczny

    13.02.2013. 19:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Nanotechnologia jest na tyle nową dziedziną, że nikt nie ma jeszcze pewności, co z niej wyniknie. Wizje przyszłości sięgają od możliwości odtwarzania takich rzeczy, jak diamenty czy artykuły spożywcze, po świat pochłaniany przez samoreplikujące się nanoroboty.

    Do niedawna to przyroda była jedynym "wytwórcą" materii molekularnej. W ciągu ostatnich kilku lat nanotechnologia przebiła się do świadomości publicznej, łącząc ze sobą różne obszary nauki. Oczekuje się, że technologia doprowadzi do wielu innowacji, które mogą pomóc w rozwiązaniu wielu problemów, z jakimi boryka się współczesne społeczeństwo.

    Produkty oparte na nanotechnologii już są na rynku, między innymi komponenty elektroniczne, farby odporne na zarysowania, sprzęt sportowy, niegniecące i nieplamiące się tkaniny czy emulsje do opalania. Analitycy szacują aktualną wartość rynku takich produktów na setki miliardów euro, a do roku 2015 może ona wzrosnąć do jednego biliona.

    To jednak oznacza także, iż potencjalna ekspozycja w miejscu pracy i w miejscach publicznych na wyprodukowane nanocząstki może radykalnie wzrosnąć w najbliższej przyszłości. Wielu naukowców zajmuje się już zagadnieniami toksyczności powiązanymi z rozmaitymi nanocząstkami in vitro oraz in vivo. Aczkolwiek nadal brakuje informacji o względnym zagrożeniu dla zdrowia i środowiska ze strony zmodyfikowanych nanocząstek. Oddziaływanie nanocząstek na układ immunologiczny nadal jest przedmiotem analiz, a badania licznych preparatów nanocząsteczkowych zalicza się zasadniczo do dwóch kategorii: (a) reakcje na nanocząstki modyfikowane specjalnie w celu pobudzania układu immunologicznego i (b) niepożądane skutki uboczne nanocząstek.

    Projekt InLiveTox, finansowany w ciągu ostatnich trzech lat przez UE, znacząco rozwinął możliwości testowania nanocząstek in vitro. W ramach przedsięwzięcia położono nacisk na skutki ekspozycji na nanocząstki w jelitach, układzie krążenia i wątrobie. Ekspozycja związana z przyjmowaniem pokarmu jest szczególnie istotna ze względu na obecność nanocząstek w żywności, opakowaniach spożywczych i lekach przyjmowanych doustnie.

    W toku projektu opracowano nowy, modularny układ testowy in vitro oparty na automatyce strumieniowej i zademonstrowano jego zastosowanie do modelowania reakcji wybranych tkanek na spożycie nanocząstek. Walidację wyników układu in vitro przeprowadzono w ramach badań in vivo biokinetyki i toksyczności nanocząstek przyjmowanych przez szczury. Tkanki tych zwierząt zostały wykorzystane do zbadania reakcji toksykologicznych, ponownie ze szczególnym uwzględnieniem jelit, układu krążenia i wątroby. Następnie porównano dane z innymi analizami biokinetycznymi, w których wykorzystano podobne cząstki, ale inne drogi ekspozycji (np. poprzez drogi oddechowe). Dane uzyskane in vivo na temat ekspozycji na wstrzyknięcie i spożycie porównano z danymi ze standardowych analiz (statycznych o jednym typie komórek). Opracowany system wykazał nadzwyczajny schemat różnic i podobieństw, zwłaszcza przy analizie zapalenia. Ujawniono wyraźne różnice w fizjologicznym znaczeniu różnych podejść.

    To oznacza, że wyniki projektu InLiveTox mogą potencjalnie zmienić sposób, w jaki sektory farmaceutyczny, chemiczny, kosmetyczny i spożywczy testują bezpieczeństwo i efektywność nowych materiałów. Udoskonalone metody mogą przynieść istotne korzyści gospodarcze zarówno poprzez obniżenie kosztów testów w porównaniu do tych, w których wykorzystuje się zwierzęta, jak i poprzez możliwość szybszego wprowadzania na rynek bezpieczniejszych produktów niż dzieje się to za pomocą istniejących metod, przy zachowaniu zgodności z rozporządzeniem REACH.

    Technologia opracowana w toku projektu może zapewnić istotną przewagę konkurencyjną jej pierwszym użytkownikom. Można ją wykorzystywać jako narzędzie testowe i badawcze dowolnych cząstek chemicznych w toksykologii i farmakologii. Pod wieloma względami wyniki projektu znacznie przekroczyły oczekiwania, przynosząc fascynującą i innowacyjną technologię, która ma potencjał, by stać się fundamentem nowych produktów w testach in vitro. Na poziomie makro projekt stanowi potwierdzenie konkurencyjnej pozycji europejskich organizacji badawczych na skalę międzynarodową w dynamicznie rozwijającej się dziedzinie testów in vitro.

    Konsorcjum zawiązane w odpowiedzi na zaproszenie FP7-NMP-2008-1.3-2 w 7PR to interdyscyplinarna grupa złożona z liderów nanotoksykologii, farmacji i inżynierii na szczeblu europejskim oraz czołowej, amerykańskiej grupy badawczej z Uniwersytetu w Rochester.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Superparamagnetyzm – zjawisko pojawiające się w niektórych materiałach magnetycznych, które składają się z bardzo małych krystalitów (1-10 nm) (zwanych nanocząstkami). Jądro złożone – rodzaj silnie wzbudzonego jądra atomowego, które powstaje w wyniku zespolenia się ze sobą co najmniej dwóch zderzających się ze sobą jąder, bądź wchłonięcia określonej cząstki przez dane jądro. Produkty reakcji zazwyczaj znacznie różnią się od cząstek padających. Ponadto produkty reakcji przez jądro złożone mają kierunek słabo skorelowany z kierunkiem cząstki padającej. Inaczej niż w reakcji bezpośredniej, w której kierunek ruchu emitowanych cząstek pokrywa się mniej więcej z kierunkiem ruchu cząstki padającej. Jedynie kierunek prostopadły do płaszczyzny wyznaczanej przez kierunek ruchu cząstki padającej i środek bombardowanego jądra jest dyskryminowany, ponieważ jest to kierunek osi obrotu, jaki zaczyna wykonywać uderzone jądro, przy niecentralnym uderzeniu przez cząstkę padającą. Pozostałe kierunki są uprzywilejowane ze względu na pewien wpływ siły odśrodkowej. Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.

    Cząstki identyczne to cząstki nie różniące się żadną cechą. Ich nierozróżnialność polega na tym, że zmiana współrzędnych i spinów dwóch dowolnych cząstek tego samego rodzaju nie może zmienić prawdopodobieństwa znalezienia każdej z nich w określonej objętości. Liczby kwantowe cząstek identycznych są jednakowe. Funkcje falowe układu cząstek identycznych są albo symetryczne (dla bozonów) albo antysymetryczne (dla fermionów) przy zamianie liczb kwantowych tych cząstek. Ex vivo - odmiana technik in vitro, różniąca się od nich tym, że materiał biologiczny jest pozyskiwany z żywego organizmu w celu jego modyfikacji in vitro i ponownego podania z powrotem do organizmu, z którego go pozyskano.

    W fizyce cząstek elementarnych, bozony cechowania są nośnikami oddziaływań podstawowych. Innymi słowy, cząstki elementarne, których oddziaływania są opisane przez teorię pola z cechowaniem, powodują powstanie sił poprzez wymianę bozonów cechowania. Pierścień akumulacyjny – kołowy akcelerator cząstek, którego zadaniem jest utrzymywanie krążącej w nim wiązki cząstek przez możliwie długi czas (godziny, czasem dni). Cząstki utrzymywane są zazwyczaj przy stałej energii, często pierścień akumulacyjny rozpędza je najpierw do energii docelowej, a następnie utrzymuje przez dłuższy czas przy tej energii.

    Mięso in vitro znane także pod innymi nazwami jako mięso hodowane, mięso wolne od okrucieństwa jest produktem mięsa zwierzęcego, które nigdy nie było częścią żywego, kompletnego zwierzęcia. Inne nazwy to: mięso hydroponiczne, mięso bezofiarne, czy vitro mięso. Nośniki oddziaływań - w teoriach kwantowych oddziaływania są przenoszone przez pewne cząstki zwane właśnie nośnikami oddziaływań lub kwantami oddziaływań. Istnieją dwie kategorie takich cząstek - rzeczywiste cząstki (przenoszące oddziaływania elementarne) oraz quasicząstki (pseudocząstki).

    Zawiesina - układ niejednorodny, dwufazowy, w postaci cząstek jednego ciała rozproszonych (faza rozproszona) w drugim ciele (faza rozpraszająca), np. cząstek ciała stałego w gazie lub cząstek cieczy w cieczy. Jeżeli cząstki te są dostatecznie małe, mowa jest o układzie koloidalnym. Gęstość fazy rozproszonej w zawiesinach jest na ogół większa niż gęstość fazy rozpraszającej i z tego powodu rozproszone cząstki fazy stałej mają tendencję do sedymentacji (opadania).

    Wykres Dalitza - wykres, wprowadzony przez R. H. Dalitza w 1953 roku do analizy rozpadu mezonu K. Wykres Dalitza używany w fizyce cząstek elementarnych przy wyznaczaniu spinu i parzystości cząstek rozpadających się na trzy cząstki, przedstawia gęstość zdarzeń odpowiadającym określonym wartościom energii cząstek, na które rozpada się układ.

    Nukleony – wspólna nazwa protonów i neutronów, czyli podstawowych cząstek tworzących jądro atomu. Nukleony składają się z kwarków. Choć przez obecne teorie cząstek protony i neutrony nie są uznawane za cząstki elementarne, ale z historycznych względów zalicza się je do cząstek elementarnych.

    Dodano: 13.02.2013. 19:17  


    Najnowsze