Nanočástice způsobují, že nematody jsou staré

Částice v buňkách vytvářejí sraženiny a způsobují předčasné stárnutí

Zralá ukázka škrkavky Caenorhabditis elegans © Kbradnam / CC-BY-SA-2.5.
číst nahlas

Stárnete rychleji pomocí nanočástic? Alespoň u nematod se zdá, že drobné částice mají tento vedlejší účinek. Vedou k hromadění bílkovin v buňkách a urychlují proces stárnutí, jak ukazuje experiment německých vědců. Výsledkem bylo, že červi jedli pomaleji a dobře se nerozmnožovali. Je třeba ještě zkoumat, zda nanočástice mohou mít tyto účinky u vyšších zvířat.

Možnosti a rizika nanočástic jsou v současnosti velmi diskutovaným tématem. Na jedné straně umožňují řadu nových technologií a vylepšení v každodenním životě, od antimikrobiálního balení po zubní pastu. Na druhé straně je stále téměř neznámo, jaké účinky na zdraví a životní prostředí mohou mít malé částice zázraku. Z tohoto důvodu nyní studie zvyšují distribuci nanočástic v potravinovém řetězci a to, co v těle způsobují.

Fluorescenční částice v škrkavce

Pro takovou studii použili vědci z Leibniz Institute for Environmental Medicine (IUF) na Heinrich Heine University v Düsseldorfu jako modelový organismus škrkavka Caenorhabditis elegans. C. elegans slouží vědcům jako zvířecí model od šedesátých let, zejména v geriatrickém výzkumu. Byl také prvním vícebuněčným organismem, jehož celý genom byl sekvenován. Přibližně jeden milimetr dlouhý, transparentní červi mohou být v laboratoři velmi dobře kultivováni a pozorováni po celou dobu své životnosti dva až tři týdny.

Anna von Mikecz a její kolegové míchali červy s fluorescenčně značenými nanočásticemi pod jídlem. Pomocí laserového mikroskopu sledovali cestu nanočástic v živé nematodě. Bylo jasné, že nanomateriály vyrobené z oxidu křemičitého sahají do jednotlivých buněk střevní stěny. Částice se rozptýlí v plazmě a v jádru buněk, což způsobuje shlukování tzv. Amyloidních proteinů. Podobné depozity proteinů jsou u lidí známé v souvislosti s Alzheimerovou chorobou. Narušují metabolismus buňky a mohou tak způsobit známky stárnutí a v extrémních případech i smrt buňky.

Stárnoucí červi jedí pomaleji

Tyto proteinové shluky jsou také typické pro buňky starých škrkavek. Z tohoto důvodu vědci zkoumali, zda nanočástice oxidu křemičitého ve stravě také vyvolávají další známky předčasného stárnutí v červech nití. Kromě toho pozorovali příjem potravy, která se během života stárnutí C. elegans stabilně zpomaluje. zobrazit

Silikátové nanočástice v obraze SEM public domain

A jejich domněnka byla potvrzena: Vědci zjistili, že nanočástice oxidu křemičitého se nejen hromadí v orgánu pro příjem potravy, ale že tento orgán se stejně jako ve starém teplu Krmivo krmit do střeva pomaleji. To způsobuje, že nanočástice předčasně spouští chování, které obvykle charakterizuje staré vlákno červů. Podobně bylo zjištěno předčasné stárnutí jak v reprodukčních orgánech, tak i v reprodukčním chování červů.

Mechanismus musí být nyní podrobněji prozkoumán

Metabolismus odpadních buněk, stejně jako pozorované ukládání bílkovin, patří mezi hlavní podezřelé z příčin stárnutí. Proto chtějí environmentální lékaři dále zkoumat, zda jsou proteinové shluky v buňkách skutečně zodpovědné za předčasné stárnutí orgánových funkcí. Mají podezření, že by mohly být ovlivněny zejména nervosvalové procesy.

C. elegans by měl také pomoci při těchto vyšetřování: Škrkavka má jednoduchý nervový systém sestávající z relativně malého počtu buněk, ale ve svých základních rysech se podobá lidským. Proto je slibné s tímto modelovým organismem dále objasnit, jaké účinky mohou mít nanočástice na molekulární úroveň. (ACS Nano, 2014; doi: 10, 1021 / nn403443r)

(Leibniz Institut pro environmentální lékařský výzkum IUF, 22.01.2014 - AKR)