Написано AZoNano 13 февраля 2020 [19459][1945919009[19459][1945919009] Наночастицы обладают способностью легко проникать в клетки. Впервые изображения 3D-микроскопии высокого разрешения с BESSY II дают новое представление об их распределении и функции. Например, специфические наночастицы имеют тенденцию накапливаться преимущественно в определенных органеллах клетки. Это может привести к увеличению затрат энергии в ячейке. Ячейка выглядит так, как будто она только что пробежала марафон, по-видимому, клетке требуется энергия для поглощения таких наночастиц . Доктор Джеймс МакНалли, ведущий автор исследования и биофизик, Гельмгольц-Центр, Берлин В настоящее время наночастицы встречаются не только в косметических продуктах, но они вездесущи в воздухе, почве, воде и пище. Поскольку они очень маленькие, они легко попадают в клетки организма человека. Это также важно для медицинских применений: наночастицы, покрытые активными ингредиентами, могут, в частности, вводиться в клетки, например, для уничтожения раковых клеток. Но требуется больше понимания о распределении наночастиц в клетках, их функции там, и как эти эффекты зависят от их размера и покрытия. Новое исследование на BESSY II, где группа профессора Герда Шнайдера может снимать рентгеновские микроскопические изображения с мягким, интенсивным рентгеновским излучением, предлагает новое понимание. Ученые из группы рентгеновской микроскопии, возглавляемой доктором Джеймсом МакНалли, биофизиком из HZB, проанализировали клетки, которые были по-разному покрыты наночастицами. Хотя размер наночастиц был точно таким же, они были покрыты различными активными ингредиентами. Рентгеновская микроскопия обеспечивает значительно лучшее разрешение, чем световая микроскопия, и намного лучший обзор, чем электронная микроскопия . Герд Шнайдер, профессор, Helmholtz-Zentrum Berlin Исследователи впервые получили комплексные трехмерные изображения с высоким разрешением клеток, обработанных наночастицами, в которых содержались органеллы, включая митохондрии, липидные капли, эндосомы и мультивезикулярные тела. Липидные капли действуют как запасы энергии в клетке, в то время как митохондрии метаболизируют эту энергию. Исследование изображений показало, что наночастицы имеют тенденцию накапливаться преимущественно в подмножестве клеточных органелл. Кроме того, наночастицы изменяют количество определенных органелл за счет других органелл. Изменения в количестве органелл были одинаковыми независимо от покрытия наночастиц. Это показывает, что различные типы покрытий из наночастиц могут давать сходный эффект. Дальнейшие исследования с другими типами клеток и с другими покрытиями наночастиц необходимы, чтобы оценить, насколько общий этот эффект. « Рентгеновская микроскопия позволяет нам видеть клетку в целом, поэтому мы смогли наблюдать это поведение впервые », – объяснил МакНалли. Мы обнаружили, что поглощение таких наночастиц увеличивает количество митохондрий и эндосом, в то время как другие органеллы, а именно липидные капли и мультивезикулярные тела, уменьшаются . Бурку Кепсутлу, исследователь, Helmholtz-Zentrum Berlin Кепсутлу провела эксперименты для своей докторской степени. « Когда мы садимся на голодную диету или проводим марафон, мы видим аналогичные изменения в клетке, а именно увеличение митохондрий и уменьшение липидных капель », – добавил Макналли. « Очевидно, что клетке требуется энергия, чтобы поглотить наночастицы, и клетке кажется, что она только что пробежала марафон ». Источник: https://www.helmholtz-berlin.de/ Трехмерное изображение клетки и ее органелл
Накопление наночастиц
Количество липидных капель уменьшается