Cellene er ikke i stand til å behandle nanopartikler på samme måte som andre forbindelser. Dermed hoper partiklene seg opp og kan potensielt være skadelige for cellene.
Bildet viser opptak av selvlysende nanopartikler i celler. De gule og fiolette prikkene er partikler som er transportert inn i cellen og har hopet seg opp. (Foto: Radiumhospitalet)
Nanopartikler kan hjelpe til med mer målrettet levering av medikamenter til spesifikke celler og vev.
Nanopartikler kan også brukes som markører for å gjøre det lettere å se kreftsvulster i forbindelse med scanning eller operasjon.
Men dersom nanopartikler av for eksempel tungmetaller ikke blir skilt ut av kroppen etter bruk, kan det gi skadelige effekter.
– Tidligere toksikologiske studier har vist at nanopartikler kan forårsake oksidativt stress i celler, og skade DNA og cellevegg, sier Tore-Geir Iversen, seniorforsker ved Senter for Kreftbiomedisin ved Radiumhospitalet.
Nå har han sammen med medarbeidere vist at nanopartikler også kan være skadelige ved at de forstyrrer transporten av molekyler inne i celler.
Lager krøll i cellens transportsystem
For at nanopartikler skal bli effektivt tatt opp av celler, forbindes partiklene med proteiner. Nanopartikler koblet sammen med proteiner blir tatt opp av celler ved hjelp av de samme mekanismene som proteinene alene.
Men i stedet for å bli transportert videre inn i cellen, brutt ned eller skilt ut igjen, som proteiner gjør, samler nanopartiklene seg opp i cellens transportsystem. Det samme gjelder nanopartikler uten protein.
– Når nanopartiklene hoper seg opp på denne måten, kan de forstyrre de normale transportveiene og funksjonene i cellen. Dermed kan nanopartiklene være potensielt skadelige for cellene, sier Iversen.
Selvlysende nanopartikler
Tore-Geir Iversen. Foto: Radiumhospitalet
Giftige proteiner, såkalte proteintoksiner, brukes for å studere og påvise transportveier i celler. De blir tatt opp på normal måte av celler og transportert videre til cellens sorteringsapparat.
Forskerne ved Radiumhospitalet koblet nanopartikler til slike proteintoksiner for å se om nanopartiklene oppførte seg på samme måte som proteintoksinene. Nanopartiklene var av en type som lyser i ultrafiolett lys.
Dermed kunne forskerne se med mikroskop hvor i cellene nanopartiklene havnet, og at de samlet seg opp.
Forskerne koblet også de selvlysende nanopartiklene til proteinet transferrin, som transporterer jern inn i celler, og undersøkte hva som da skjedde.
– Vanligvis vil transferrin transporteres effektivt ut av cellen igjen etter at det har gjort jobben sin, for å brukes om igjen, sier Iversen.
Men når transferrin var koblet til de selvlysende nanopartiklene, hopet også disse nanopartiklene seg opp i cellene.
Har størrelsen betydning?
Annonse
Nanopartikler er fra 1 til 100 milliarddels meter store, alt etter type og fremstillingsmetode. Men også nanopartikler av samme type, fremstilt på den samme måten, varierer i størrelse. Kanskje påvirker dette måten cellene behandler dem på.
Forskerne prøver nå å lage mest mulig ensartede nanopartikler som de kan bruke til å undersøke hvilken betydning størrelsen har for transporten i celler.
Kanskje vil små og svært ensartete nanopartikler kunne følge de samme transportveiene som naturlige proteiner, og bli skilt ut av kroppen gjennom nyrene.
– Dette viser hvor viktig det er å studere effekten som nanopartikler har på de grunnleggende mekanismene for opptak, transport og utskillelse i celler, sier Iversen.
– Det gjenstår en del store utfordringer som må løses før nanopartikler kan tas i sikker medisinsk bruk.
