Ученые выяснили, почему наночастицы могут быть опасны для здоровья
Крошечные частицы — большие последствия: как нанотехнологии меняют белки в нашем теле.
Наночастицы (НЧ) — это крошечные частицы размером от 1 до 1000 нанометров. Благодаря своим микроскопическим размерам и уникальным свойствам они привлекают огромное внимание ученых. В медицине их используют для доставки лекарств и диагностики, связывая с радиоактивными метками. Но несмотря на успехи в создании наночастиц, их взаимодействие с белками изучено слабо.
Группа японских исследователей под руководством Масакадзу Умезавы решила разобраться, как наночастицы влияют на структуру белков и какие последствия это может иметь для здоровья. В эксперименте использовали белок бычьей сыворотки (БСА) и кремниевые наночастицы (SiNP) разного размера — от 10 нанометров до 10 микрометров. Методами флуоресценции, инфракрасной спектроскопии и кругового дихроизма ученые выяснили, что происходит с белком при контакте с наночастицами.
Результаты опубликованы в издании Langmuir.
Что обнаружили
- Чем меньше наночастицы (10 нм), тем сильнее они меняют структуру БСА, увеличивая долю β-слоев.
- Крупные частицы (10 мкм) тоже влияют, но только при долгом перемешивании — до 48 часов.
- Наночастицы разрушают α-спирали белка, заставляя его сворачиваться в β-слои.
β-слои (бета-слои) — это складчатые структуры белка, напоминающие гармошку. Когда их становится слишком много, белки слипаются в опасные скопления, как при болезни Альцгеймера.
Если ультрамалые наночастицы провоцируют образование β-слоев в белках, это может быть опасно, — объясняет Умезава. — Подобные изменения связывают с болезнью Альцгеймера, где β-структуры накапливаются в виде амилоидных бляшек.
Выводы исследования помогут разрабатывать более безопасные наночастицы для медицины, избегая нежелательных эффектов.
Этот эксперимент важен для двух направлений:
- Безопасность наномедицины — если наночастицы меняют структуру белков, их применение нужно тщательнее контролировать.
- Понимание болезней — механизм образования β-слоев схож с процессами при нейродегенеративных заболеваниях, что может помочь в поиске их причин.
Исследование проводилось in vitro (в пробирке), а не в живом организме. Белки в крови окружены другими молекулами, и их поведение может отличаться. Нужны эксперименты на животных или клеточных моделях, чтобы подтвердить результаты.
Ранее ученые научили плесень разить вирус серебряными пулями.
