29 mei 2023 (Nanowerk Nieuws) Onderzoekers hebben een nieuw reactiemechanisme ontdekt dat specifiek is voor blootstelling aan nanodeeltjes die bij meerdere soorten voorkomt. Door het analyseren van een grote verzameling datasets met betrekking tot de moleculaire respons op nanomaterialen, hebben ze een voorouderlijk epigenetisch verdedigingsmechanisme onthuld dat verklaart hoe verschillende soorten, van mensen tot eenvoudiger wezens, zich aanpassen aan dit soort blootstelling. Het project werd geleid door doctoraatsonderzoeker Giusy del Giudice en professor Dario Greco bij de Finse hub voor ontwikkeling en validatie van geïntegreerde benaderingen (FHAIVE), Universiteit van Tampere, Finland, in samenwerking met een interdisciplinair team uit Finland, Ierland, Polen, het VK, Cyprus , Zuid-Afrika, Griekenland en Estland – inclusief universitair hoofddocent Vladimir Lobaskin van UCD School of Physics, University College Dublin, Ierland. Het blad is gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie ("Een voorouderlijke moleculaire reactie op deeltjes van nanomateriaal"). Professor Greco, directeur van FHAIVE, zei: "We hebben voor het eerst aangetoond dat er een specifieke reactie is op nanodeeltjes, en deze is onderling verbonden met hun nano-eigenschappen. Deze studie werpt licht op hoe verschillende soorten op een vergelijkbare manier reageren op fijnstof. Het stelt een oplossing voor voor het probleem van één chemische stof, één handtekening, waardoor momenteel het gebruik van toxicogenom bij de beoordeling van chemische veiligheid wordt beperkt.”

Systeembiologie ontmoet Nanoinformatica

Universitair hoofddocent Vladimir Lobaskin, een expert op het gebied van nanogestructureerde biosystemen, zei: "In dit belangrijke samenwerkingswerk ontdekte het team onder leiding van de Universiteit van Tampere en inclusief de UCD School of Physics niet alleen gemeenschappelijke reacties op nanodeeltjes in allerlei soorten organismen van planten en ongewervelde dieren voor mensen, maar ook gemeenschappelijke kenmerken van nanomaterialen die deze reacties teweegbrengen." Hij zei: "Tienduizenden nieuwe nanomaterialen bereiken jaarlijks de consumentenmarkt. Het is een enorme taak om ze allemaal te screenen op mogelijke nadelige effecten ter bescherming van het milieu en de menselijke gezondheid. Het kan schade aan de longen zijn wanneer we stof inademen, het vrijkomen van giftige ionen door stofdeeltjes, de productie van reactieve zuurstofsoorten of binding van de celmembraanlipiden door nanodeeltjes. Met andere woorden, het begint allemaal met relatief eenvoudige fysieke interacties aan het oppervlak van de nanodeeltjes die biologen en toxicologen meestal niet kennen, maar die nodig zijn om te begrijpen waar we bang voor moeten zijn bij blootstelling aan nanomaterialen.” In het afgelopen decennium hebben de OESO-landen een mechanisme-bewuste strategie voor toxiciteitsbeoordeling aangenomen, gebaseerd op de Adverse Outcome Pathway-analyse, waarbij causale verbanden worden vastgesteld tussen biologische gebeurtenissen die leiden tot een ziekte of een negatief effect op de bevolking. Zodra de Adverse Outcome Pathway is bepaald, kan men de keten van biologische gebeurtenissen herleiden tot de oorsprong - de moleculaire initiërende gebeurtenis die de cascade in gang zette. Pogingen tot statistische analyse van de toxicologische gegevens van de afgelopen jaren zijn er niet in geslaagd de nanomateriaaleigenschappen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de nadelige resultaten. Het probleem is dat de materiaaleigenschappen die doorgaans door de producenten worden geleverd, zoals de chemie van nanodeeltjes en grootteverdeling, te basaal en onvoldoende zijn om zinnige voorspellingen te doen over hun biologische activiteit. Een eerder werk, co-auteur van het UCD School of Physics-team, suggereerde de verzameling van geavanceerde descriptoren van nanomaterialen, indien nodig met behulp van computationele materiaalwetenschap, om de interacties van nanodeeltjes met biologische moleculen en weefsels te begrijpen en de voorspelling van de moleculaire initiërende evenementen. Deze geavanceerde descriptoren kunnen de ontbrekende stukjes informatie verschaffen en omvatten de oplossnelheden van de materialen, de polariteit van de oppervlakte-atomen, moleculaire interactie-energieën, vorm, beeldverhoudingen, indicatoren van hydrofobiciteit, aminozuur- of lipidebindingsenergie - evenals alles wat kan verstoring van de normale cel- of weefselfuncties veroorzaken. Universitair hoofddocent Lobaskin en collega's van UCD Soft Matter Modeling Lab hebben gewerkt aan de karakterisering van in silico-materialen en hebben de descriptoren geëvalueerd die correleren met het gevaarlijke potentieel van nanodeeltjes. Hij zei: “In de analyse gepresenteerd in dit laatste Natuur Nanotechnologie papier konden we voor het eerst zien wat de overeenkomsten zijn tussen verschillende materialen die verband houden met de gezondheidsrisico's op moleculair niveau. Deze publicatie is de eerste demonstratie van de kracht van nano-informatica, een nieuw onderzoeksgebied dat de ideeën van chemi-informatica en bio-informatica uitbreidt, en ook een grote belofte: met behulp van digitale tweelingen van materialen die op een computer zijn gemaakt, kunnen we binnenkort nieuwe materialen screenen en optimaliseren voor veiligheid en functionaliteit nog voordat ze worden geproduceerd om ze veilig en duurzaam te ontwerpen.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoAiStream. Web3 gegevensintelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• De toekomst slaan met Adryenn Ashley. Toegang hier.
• Koop en verkoop aandelen in PRE-IPO-bedrijven met PREIPO®. Toegang hier.
• Bron: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php