Связь между накоплением железа и магнитными наночастицами в клетках

В своих последних исследованиях ученые нашли взаимосвязь между магнитными наночастицами в клетках и процессом накопления железа. Это указывает на то, что механизмы, отвечающие за биосинтез железа в человеческом организме открывают новые области для реализации возможности биомагнитной маркировки клеток.

Хотя на сегодняшний день магнитные наночастицы, как правило, используются специалистами лишь для визуализации клеток, а также в биоинженерии тканей, тем не менее зачастую то, что происходит с наночастицами в столовых клетках в долгосрочной перспективе не отслеживается и остается, по сути, не задокументированным.

Для отслеживания пути наночастиц в клетках человеческого организма учеными был разработан довольно оригинальный метод, подразумевающий внедрение процессов наномагнетизма в живые системы. То есть сначала в столовые клетки человека исследователями включались магнитные наночастицы in vitro, после этого последние выращивались на протяжении одного месяца для их дифференциации и развития. Это делалось для того, чтобы наблюдать за данными клетками на протяжении максимально длительного периода времени во внутриклеточной среде, что позволяло отслеживать и контролировать не только их развитие, но и трансформацию.

Результаты исследования

Группа исследователей из Sorbonne Université, Universities Paris Diderot и CNRS выявили серьезный процесс деградации используемых наночастиц, при котором часть клеток «размагничивается». По сути, данное явление является признаком биосинтеза новых магнитных наночастиц с содержанием железа, которые высвобождаются во внутриклеточной среде вследствие начала процесса деградации и разрушения первых наночастиц.

Результаты данного исследования, опубликованные в популярном научном издании PNAS, могут объяснить имеющийся «естественный» магнетизм человеческих клеток, что в дальнейшем поможет благодаря такому магнетизму, производимому самими клетками, разработать новые методы диагностики и лечения в такой области, как наномедицина.

Хотелось бы обратить внимание на то, что именно наночастцы лежат в основе современной наномедицины, последние применяются как:

  • тепловые противораковые агенты;
  • агенты для тканевой биоинженерии;
  • инновационные лекарственные препараты;
  • диагностические агенты для визуализации.

По сей день ученые бьются над вопросом судьбы наночастиц в клетках после того как они выполнили поставленные задачи. Результаты изучения магнитного отпечатка наночастиц показали, что сначала происходит их разрушение (клетки теряют свою намагниченность), вследствие чего железо попадает во внутриклеточную среду. После этого данное железо попадает на хранение в «немагнитной» форме в определенный белок (ферритин), именно это вещество отвечает за накопление и хранение железа. То есть, данный белок служит основой для запуска процесса биосинтеза магнитных частиц в клетках.

Более ранние исследования указывают на то, что данный процесс уже выявлен, но у некоторых видов бактерий, тем не менее магнитный биосинтез никогда ранее не выявлялся у млекопитающих. Соответственно это по мнению ученых может объяснять наличие магнитных кристаллов в организме человека, которые выявляются в разных органах (чаще всего в мозге).

Более того — научная работа помогла выяснить, что накопление железа в магнитной форме может способствовать детоксикации клеток на протяжении длительного времени, а также для противодействия избыточному накоплению железа в организме.

 

Ссылка на основную публикацию