Noi cercetări privind răspunsul molecular la nanoparticule dezvăluie puterea nanoinformaticii

29 mai 2023 (Știri Nanowerk) Cercetătorii au descoperit un nou mecanism de răspuns specific expunerii la nanoparticule care este comun pentru mai multe specii. Prin analizarea unei colecții mari de seturi de date referitoare la răspunsul molecular la nanomateriale, au dezvăluit un mecanism epigenetic ancestral de apărare care explică modul în care diferite specii, de la oameni la creaturi mai simple, se adaptează la acest tip de expunere. Proiectul a fost condus de cercetătorul doctor Giusy del Giudice și profesorul Dario Greco la Centrul finlandez pentru dezvoltare și validare a abordărilor integrate (FHAIVE), Universitatea Tampere, Finlanda, în colaborare cu o echipă interdisciplinară din Finlanda, Irlanda, Polonia, Marea Britanie, Cipru , Africa de Sud, Grecia și Estonia – inclusiv profesor asociat Vladimir Lobaskin de la UCD School of Physics, University College Dublin, Irlanda. Lucrarea a fost publicată în Natură Nanotehnologia („Un răspuns molecular ancestral la particulele de nanomateriale”). Directorul FHAIVE, profesorul Greco a spus: „Am demonstrat pentru prima dată că există un răspuns specific la nanoparticule și este interconectat cu nano-proprietățile lor. Acest studiu pune în lumină modul în care diferitele specii răspund la particulele în mod similar. Propune o soluție la problema cu o singură semnătură chimică, limitând în prezent utilizarea toxicogenomicului în evaluarea securității chimice.”

Biologia sistemelor întâlnește nanoinformatica

Profesorul asociat Vladimir Lobaskin, care este expert în biosisteme nanostructurate, a declarat: „În această muncă de colaborare majoră, echipa condusă de Universitatea din Tampere și care include Școala de Fizică UCD nu numai că a descoperit răspunsuri comune la nanoparticule în toate tipurile de organisme din plante. și nevertebrate pentru oameni, dar și caracteristici comune ale nanomaterialelor care declanșează aceste răspunsuri.” El a spus: „Zeci de mii de nanomateriale noi ajung anual pe piața de consum. Este o sarcină enormă să le verificăm pe toate pentru posibilele efecte adverse pentru protejarea mediului și a sănătății umane. Ar putea fi deteriorarea plămânilor atunci când inhalăm praf, o eliberare de ioni toxici de către particulele de praf, producerea de specii reactive de oxigen sau legarea lipidelor membranei celulare de către nanoparticule. Cu alte cuvinte, totul începe cu interacțiuni fizice relativ simple la suprafața nanoparticulelor, care de obicei nu sunt cunoscute de biologi și toxicologi, dar necesare pentru a înțelege de ce ar trebui să ne temem atunci când suntem expuși la nanomateriale.” În ultimul deceniu, țările OCDE au adoptat o strategie de evaluare a toxicității conștientă de mecanism, bazată pe analiza căii de rezultat advers care stabilește relații cauzale între evenimentele biologice care conduc la o boală sau un efect negativ asupra populației. Odată ce calea rezultatului advers este determinată, se poate urmări lanțul de evenimente biologice până la origine - evenimentul inițial molecular care a declanșat cascada. Încercările de analiză statistică a datelor toxicologice din ultimii ani nu au reușit să identifice proprietățile nanomaterialelor responsabile de rezultatele adverse. Problema este că caracteristicile materialelor furnizate în mod obișnuit de producători, cum ar fi chimia nanoparticulelor și distribuția dimensiunilor, sunt prea de bază și insuficiente pentru a face predicții sensibile ale activității lor biologice. O lucrare anterioară, în colaborare cu echipa Școlii de Fizică a UCD, a sugerat colectarea de descriptori avansați ai nanomaterialelor, folosind știința materialelor computaționale, dacă este necesar, pentru a înțelege interacțiunile nanoparticulelor cu moleculele și țesuturile biologice și pentru a permite predicția inițierii moleculare. evenimente. Acești descriptori avansați pot furniza informațiile lipsă și includ ratele de dizolvare a materialelor, polaritatea atomilor de suprafață, energiile de interacțiune moleculară, forma, raporturile de aspect, indicatorii de hidrofobicitate, energia de legare a aminoacizilor sau lipidelor - precum și orice lucru care poate provoca perturbarea funcțiilor normale ale celulelor sau țesuturilor. Profesorul asociat Lobaskin și colegii de la UCD Soft Matter Modeling Lab au lucrat la caracterizarea materialelor in silico și au evaluat descriptorii care se corelează cu potențialul periculos al nanoparticulelor. El a spus: „În analiza prezentată în acest ultim Natură Nanotehnologia hârtie, am putut pentru prima dată să vedem ce este în comun între diferitele materiale asociate cu riscurile pentru sănătate la nivel molecular. Această publicație este prima demonstrație a puterii nanoinformaticii, un nou domeniu de cercetare care extinde ideile din chimioformatică și bioinformatică și, de asemenea, o mare promisiune: utilizarea gemenelor digitale de materiale create pe un computer ne va permite în curând să ecranizăm și să optimizăm materiale noi. pentru siguranță și funcționalitate chiar înainte de a fi produse pentru a le face sigure și durabile prin proiectare.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php