Nanocząstki (NPs) są obecnie bardzo intensywnie badanym nośnikiem pod kątem nowych zastosowań w medycynie: diagnostyka chorób, docelowe dostarczanie leku, terapia genowa oraz termoterapia w leczeniu nowotworów. Skala wielkości NPs determinuje skalę oddziaływań, na poziomie oddziaływań atomowych, tym samym nanomateriały o identycznym składzie chemicznym różnią się od tych wyprodukowanej w tak zwanej dużej skali. Do tej pory analizowano cytotoksyczny efekt działania NP na komórki. Nieznany jest natomiast molekularny mechanizm aktywacji procesów mitotycznych w komórkach po ekspozycji na NPs. Możemy przypuszczać, ze pewną rolę może odgrywać tu proces acetylacji lub/i fosforylacji białek histonowych i aktywacji czynników transkrypcyjnych, co może mieć kluczowe znaczenie dla stosowania NP w terapii.

Badania wstępne pokazały, że ze wzrostem dawki ZnONPs oraz czasu inkubacji wzrastała ilość uwalnianego z komórek enzymu dehydrogenazy mleczanowej (LDH) z komórek śródbłonka ludzkiego (HUVEC). Analiza z zastosowaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) pokazała zmiany w morfologii i topografii powierzchni (rysy, pory, grudki) komórek oraz rozluźnienie zwartej warstwy śródbłonka. Widoczne tez były zmiany w organizacji cytoszkieletu komórek (reorganizacja aktyny) [Paszek e 2010]. Ponadto w naszych badaniach stwierdzono, że ZnONPs wpływają na proliferację komórek HUVEC, a niskie stężenia (3 ug/ml) ZnONPs wydają się stymulować proliferację HUVEC przy jednoczesnym wzroście stopnia adhezji komórek do podłoża. Wysokie stężenia (>50 ug/ml) oddziaływają na komórki toksycznie i pomimo dużego stopnia aktywności komórek i przechodzenia z fazy G₀ do fazy G₁ i S, wiele z nich obumiera [Jakubiak D 2011]

Nieznany jest molekularny mechanizm aktywacji procesów mitotycznych w komórkach po ekspozycji na NPs. Możemy przypuszczać, ze pewną rolę może odgrywać tu proces acetylacji lub/i fosforylacji białek histonowych i aktywacji czynników transkrypcyjnych. Aktywacja ekspresji genów pod wpływem NP może mieć kluczowe znaczenie dla stosowania NP w terapii. Zmiana ekspresji czynników transkrypcyjnych, białek proapoptotycznych powoduje, że pożądany efekt terapeutyczny leku może być wzmocniony lub osłabiony, lub też może okazać się, że całkiem inne mechanizmy zostaną poddane aktywacji tylko na skutek zmiany postaci lub/i nośnika leku. Badania na keratynocytach skóry ludzkiej wykazały, że ZnONPs i TiO₂NPs wpływają na kształt komórek, ich metabolizm mitochondrialny oraz wewnątrzkomórkowych wtrętów, które mogą mieć związek z potencjalna transformacja nowotworowa [Kocbek P et al. 2010]. Do tej pory badania globalnej ekspresji genów oraz związanych z nimi szlaków metabolicznych w komórkach śródbłonka nie były badane.  Stwierdzono natomiast, że NPs złota wpływają na zaburzenia cyklu komórkowego, ekspresję genów związanych z adhezją komórkową, stresem oksydacyjnym, metabolizmem i transdukcją sygnału w fibroblastach skóry ludzkiej [Yang Y et al. 2010].

Poniższy obraz prezentuje zmiany w morfologii i organizacji cytoszkieletu komórek HUVEC po zadziałaniu ZnONPs w stężeniu 100 ug/ml.

• Legal notice:
  

  Copyright (c) Pielaszek Research, all rights reserved.
  The above materials, including auxiliary resources, are subject to Publisher's copyright and the Author(s) intellectual rights. Without limiting Author(s) rights under respective Copyright Transfer Agreement, no part of the above documents may be reproduced without the express written permission of Pielaszek Research, the Publisher. Express permission from the Author(s) is required to use the above materials for academic purposes, such as lectures or scientific presentations.
  In every case, proper references including Author(s) name(s) and URL of this webpage: https://science24.com/paper/24865 must be provided.

1. Wykorzystanie cytometru przepływowego Apogee A50Micro w ocenie ilościowej i jakościowej mikrocząstek biologicznych
2. ZnO nanoparticles effect on integrity of human endothelial cells