Nano-cząsteczki metali niszczą DNA mózgu – Trinity College w Dublinie

Nano-cząsteczki metali niszczą DNA mózgu – Trinity College w Dublinie

„Już wcześniej wykazano, że ekspozycja na nanocząstki z organizmu matek wywołuje toksyczność rozwojową u płodu bez fizycznego przejścia nanocząstek do płodu, lecz mechanizmu tego nie udało się ustalić. Obecnie wykazujemy, że ekspozycja nanocząstek kobaltu i chromu na bariery komórkowe BeWo, model in vitro ludzkiego łożyska, powoduje upośledzenie procesu autofagii i uwolnienie interleukiny-6 [IL-6]. Przyczynia się to do zmienionego różnicowania ludzkich neuronowych komórek progenitorowych i uszkodzenia DNA w wywodzących się z nich neuronach i astrocytach. Co istotne, do uszkodzenia neuronalnego DNA dochodzi za pośrednictwem astrocytów. Hamowanie autofagicznej degradacji bariery BeWo przez nadekspresję dominującego negatywnego ludzkiego ATG4B^C74A znacząco zmniejsza poziom uszkodzenia DNA w astrocytach. In vivo, pośrednia toksyczność nanocząsteczek u myszy prowadzi do zaburzeń neurorozwojowych z reaktywną astroglejozą i zwiększonym uszkodzeniem DNA w płodowym hipokampie. Nasze wyniki wskazują na potencjalne znaczenie autofagii w wywoływaniu toksyczności nanocząsteczkami i ryzykiem pośredniej neurotoksyczności rozwojowej po ekspozycji matki na nanocząsteczki.” – Nature Nanotechnology Volume 13, pages427–433 (2018) https://www.nature.com/articles/s41565-018-0085-3

Nano-cząsteczki metali niszczą DNA mózgu

 

Nowe badania wskazują, że gdy bariery komórkowe są wystawione na działanie nanocząstek metalu, to uwalniane są cząsteczki przekaźnikowe, które mogą powodować uszkodzenie DNA rozwijających się komórek mózgowych. Odkrycie to może mieć wpływ na rozwój potencjalnych ukierunkowywanych leków w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera i  Parkinsona. Badanie zostało przeprowadzone przez naukowców z Trinity College oraz University of Bristol i zostało opublikowane online w tym tygodniu w Nature Nanotechnology.

Nanocząsteczki są bardzo małymi cząsteczkami o wielkości 1-100 nanometrów. Są coraz częściej stosowane w dostarczaniu leków, chemioterapii, obrazowaniu i diagnostyce ze względu na ich zdolność do przemieszczania się w organizmach poprzez wykorzystanie szlaków komórkowych. Podczas interakcji z błonami komórkowymi i internalizacji w komórkach, zmieniają się kluczowe szlaki i procesy sygnalizacyjne. Oprócz wpływu na zdrowie bezpośrednio eksponowanych komórek, internalizacja nanocząstek może również niekorzystnie wpływać na sąsiednie komórki w sposób podobny do wywołanego promieniowaniem efektu obserwatora.

W tym konkretnym badaniu naukowcy wyhodowali warstwę komórek BeWo, typ komórek powszechnie stosowanych do modelowania bariery łożyska, w laboratorium na porowatej membranie. Ta bariera komórkowa była następnie eksponowana na nanocząstki stopu chromo-kobaltu [CoCr], a następnie podłoże pod barierą zostało zebrane i przeniesione na hodowle komórek ludzkiego mózgu, które podtrzymywały uszkodzenie DNA. Przeprowadzono także potwierdzające ekspozycje na matki myszy podczas rozwoju embrionalnego, u których również wykazano, iż ekspozycja spowodowała uszkodzenie DNA w hipokampie (części mózgu uczestniczącej w uczeniu się i pamięci) nowonarodzonego potomstwa.

Naukowcy wykazali, że komórki w barierach przetwarzają nanocząstki za pomocą naturalnego szlaku komórkowego znanego jako autofagia, co prowadzi do powstania komórek generujących cząsteczki sygnałowe. Te cząsteczki sygnałowe powodowały uszkodzenia DNA komórek w mózgu, takich jak astrocyty i neurony; zostało to potwierdzone, gdy zablokowana została autofagia lub IL-6 (główny komunikator komórkowy), zmniejszyło to ilość uszkodzeń DNA. Odkrycia te wspierają pogląd, że pośredni wpływ nanocząsteczek na komórki, co ma miejsce w tym badaniu, może być równie ważny, jak bezpośrednie skutki przy ocenie ich bezpieczeństwa.

Co ważne, uszkodzenie DNA neuronów było zależne od obecności astrocytów. Astrocyty są najczęstszym typem komórek w mózgu, które od lat uważano za mające główną rolę jako komórka pomocnicza, jednak obecnie wiadomo, że mają one wiele ról w mózgu i mogą mieć zarówno pozytywne, jak i negatywne skutki na sąsiadujące neurony.

Maeve Caldwell, profesor neurobiologii w Trinity College w Dublinie, autorka prowadząca badanie, powiedziała że:

“Astrocyty są najczęstszym typem komórek w mózgu, które przez wiele lat uważano za takie, które odgrywają rolę wspomagającą dla neuronów. Jednak fakt, że media z bariery komórkowej narażonych na ekspozycję nanocząstkami tylko uszkadzały neurony, gdy obecne były astrocyty, dostarcza dalszych dowodów na to, że rola astrocytów w mózgu znacznie przekracza rolę wsparcia dla neuronów. Kiedy astrocyty są poddane stresowi (w naszych warunkach eksperymentalnych), są zdolne do uszkodzenia sąsiadujących neuronów. Może to mieć wpływ na rozwijanie naszej wiedzy dotyczącej zachowania się astrocytów i ich wpływu na zdrowie neuronów w wielu stanach neurodegeneracyjnych, w tym chorobie Alzheimera i Parkinsona, a tym samym uzasadnieniu ich dalszego rozwoju jako potencjalnych leków celowanych.”

Odkrycia te pokazują, że uszkodzenie komórek mózgowych nanocząsteczkami może spowodować uszkodzenie DNA, które jest zależne od astrocytów. Ma to wpływ na dalsze badania mające na celu opracowanie astrocytów jako potencjalnych leków celowanych dla chorób neurodegeneracyjnych.

Artykuł został ponownie opublikowany z materiałów dostarczonych przez Trinity College Dublin. Uwaga: materiał mógł być edytowany pod względem długości i zawartości. W celu uzyskania dalszych informacji, prosimy o kontakt z cytowanym źródłem.

Źródło: Metal Nanoparticles Damage Brain DNA

Nano cząsteczki i szczepionki

Jaki to ma związek ze szczepionkami? Gdy np. sole aluminium zostaną wstrzyknięte do organizmu, komórki odpornościowe zwane makrofagami śpieszą do tego miejsca i pożerają aluminium. Tutaj jest problem, który producenci szczepionek ignorują. Makrofagi mogą przenosić wszystko, co pożarły przez barierę krew-mózg, do mózgu. Tak jak konie trojańskie, ułatwiają przenikanie aluminium do mózgu. W poniższym badaniu wykazano, że glin przemieszcza się z mięśni do mózgu:

„WPROWADZENIE: Długoterminowa biodystrybucja nanomateriałów stosowanych w medycynie jest w dużej mierze nieznana. Dotyczy to ałunu, najpowszechniej stosowanego adiuwantu szczepionkowego, który jest związkiem nanokrystalicznym spontanicznie tworzącym aglomeraty o rozmiarach mikronów/submikronów. Chociaż ogólnie dobrze tolerowany, ałun jest czasami wykrywany w komórkach z linii monocytów długo po szczepieniu u przypuszczalnie wrażliwych osobników z ogólnoustrojowymi/neurologicznymi objawami lub autoimmunologicznym (zapalnym) zespołem indukowanym przez adiuwanty (ASIA).

WNIOSKI: Nanomateriały mogą być transportowane przez komórki z linii monocytów do drenujących węzłów chłonnych, krwi czy śledziony i podobnie jak HIV, mogą wykorzystywać mechanizmy zależne od CCL2 do przenikania do mózgu. Dzieje się to z bardzo małą szybkością w normalnych warunkach, wyjaśniając dobrą ogólną tolerancję ałunu pomimo jego silnego potencjału neurotoksycznego. Jednak ciągle rosnące dawki tego słabo biodegradowalnego adiuwantu w populacji mogą stać się podstępnie niebezpieczne, zwłaszcza w przypadku nadmiernych szczepień, niedojrzałej/zmienionej bariery krew-mózg lub wysokiej konstytutywnej produkcji CCL-2.” – BMC Med. 2013 Apr 4;11:99. Slow CCL2-dependent translocation of biopersistent particles from muscle to brain. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23557144

Zobacz na: Aluminium w mózgu osób autystycznych – prof. Chris Exley
Tkanki mózgowe wykorzystywane w badaniach nad autyzmem, zniszczone w wyniku awarii mroźni szpitalnej
Wstrzykiwanie Aluminium – Jak toksyczne są szczepionki?
Amorficzny Hydroksyfosforanosiarczan Aluminium (AAHS).
Niebezpieczeństwa nadmiernych szczepień w trakcie rozwoju mózgu – dr Russell L. Blaylock

Czy chińscy naukowcy odkryli brakujący fragment układanki autyzmu? – J.B. Handley