02:02 18 November 2019
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    Forschung von Nanopartikeln in Russland (Archivbild)

    Durchbruch bei Bio-Engineering: Weg zur Regelung der Giftigkeit von Nanopartikeln entdeckt

    © Sputnik / Alexej Suchorukow
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    Ein internationales Forscherteam hat festgestellt, dass das toxikologische Potential von Nanoteilchen deutlich mehr von ihrer Größe und Ladung als von der chemischen Zusammensetzung abhängt.

    Verantwortlich für diese Entdeckung ist eine Gruppe von Forschern des Labors für Nano-Bioengineering der Nationalen Universität für nukleare Forschung MEPhI zusammen mit Kollegen der Université de Reims (Frankreich), der Universität Tübingen (Deutschland) und der Setschenow-Universität.

    Die Verfasser der Studie, die in der Fachzeitschrift „Frontiers in Chemistry“ veröffentlicht wurde, sind der Ansicht, dass dies die Regelung des toxikologischen Potentials von Nanoteilchen und die Erweiterung ihrer Anwendung in der Medizin ermöglichen wird. Das Problem der potentiellen Giftigkeit von Nanopartikeln erschwert ihren breiteren Einsatz in der Medizin. Eine Lösung könnte ein qualitativ neues Niveau bei der Diagnostik und Therapie von onkologischen und neurodegenerativen Erkrankungen sein.

    „Das Problem der Nano-Giftigkeit wurde besonders aktuell angesichts der Aussichten der Nutzung von Nanokristallen in der Medizin als Bestandteil der diagnostischen und therapeutischen Nanosysteme. Wir haben es geschafft, die Aufgabe der Steuerung der Giftigkeit der Nanokristalle zu lösen, was sowohl die Erhöhung als auch eine fast völlige Beseitigung der Nano-Giftigkeit der Teilchen absolut verschiedener Natur unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung ermöglicht“, so der Mitverfasser der Studie und leitende Wissenschaftler des Labors für Nano-Bio-Engineering der Nationalen Universität für nukleare Forschung MEPhI, Igor Nabijew.

    Laut dem Wissenschaftler liegt einer der Gründe der potentiellen „molekularen“ Toxikologie von Nanoteilchen in ihrem Zusammenhang mit Eiweiß, was zur Änderung der Struktur der biologischen Moleküle führt. Wegen dieser Änderungen wird die Funktion des Eiweißes (Hormon bzw. Ferment) gestört. Es entwickelt sich eine autoimmune Reaktion (der Körper blockiert die veränderten Eiweiß-Moleküle, wobei sie als fremde Bildungen wahrgenommen werden). Es bilden sich Eiweiß-Aggregate in Form von Fibrillen und Plaque, die zu neurodegenerativen Erkrankungen (Alzheimer- und Parkinson-Krankheiten) führen.

    Die Verfasser der Studie stellten fest, dass die Giftigkeit der Nanoteilchen unter physiologischen Bedingungen von ihrer Größe und der Ladung der Oberfläche abhängt, und diese Abhängigkeit stärker sein kann als die Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung. Zudem stellte sich heraus, dass der toxikologische Gehalt der Nanoteilchen gesteuert werden kann, wobei ihre Größe und die Ladung der Oberfläche geändert werden.

    Diese Entdeckung hilft bei der Regelung des toxikologischen Potentials und eröffnet Aussichten auf die Schaffung einer neuen Generation von Medikamenten, die auf Nanoteilchen basieren, die Fibrillen und Eiweiß-Plaque zerstören können.

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    Tags:
    Forschung, Russland, Nano-Partikel, Nano-Technologie