Судьба золотых наночастиц в клетках оказалась неожиданной

Золотые наночастицы, считавшиеся стабильными в биологических средах, могут разрушаться внутри клеток. Исследование, проведенное командами из CNRS, Университета Парижа, Университета Сорбонны и Университета Страсбурга, будет опубликовано в PNAS 16 декабря 2019 года. Оно показало, что клетки способны метаболизировать золото, хотя оно и не является для них необходимым элементом. Эта работа открывает путь к лучшему пониманию жизненного цикла золотых наночастиц в организме.

Судьба наночастиц была неясна. Золотые наночастицы обладают уникальными оптическими свойствами, которые используются в наномедицине для противораковой терапии и визуализации. Они также входят в состав косметических и пищевых продуктов. Однако их долгосрочная судьба в клетках оставалась неясной, хотя общепринятой была точка зрения, что наночастицы золота остаются неизменными в лизосоме — «центре переработки отходов» клетки.

Парадигма оказалась неверной. Вопреки текущей парадигме, ученые отслеживали эволюцию золотых наночастиц в клеточной среде в течение шести месяцев и показали, что они претерпевают значительные трансформации уже через несколько недель. Измерив экспрессию более 18 000 генов с течением времени, они выявили биологический процесс, включающий механизмы детоксикации и защиты клетки, которые также задействованы в деградации других наноматериалов. Также были обнаружены как неразрушенные наночастицы, так и продукты деградации в форме наночешуек.

Общий механизм деградации. Наночешуйки впервые наблюдались почти 50 лет назад у пациентов, страдающих ревматоидным полиартритом, которых лечили другой формой золота (ионным золотом или «солями золота») для облегчения боли в суставах. Следовательно, существует общий метаболизм деградации для солей золота и золотых наночастиц.

Значение открытия. Этот неожиданный результат, обобщающий судьбу золотых наночастиц в организмах, в будущем может помочь лучше оценить их токсичность и способность к выведению из организма. Эта междисциплинарная работа также подчеркивает, что золото, независимо от его первоначальной формы, может метаболизироваться млекопитающими, несмотря на то, что не является необходимым для их выживания.