Onderzoekers bestuderen darm-naar-CZS-translocatie van zilveren nanomaterialen

Onlangs onthulde een onderzoeksteam onder leiding van prof. Chen Chunying van het National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) dat perifere zenuwvezels fungeren als directe kanalen voor translocatie van zilveren nanomaterialen van de darm naar de centrale zenuwstelsel (CZS). De studie is gepubliceerd in Wetenschappelijke vooruitgang.

De transportroute bepaalt het uiteindelijke doelorgaan en de daaropvolgende biologische effecten van exogene nanodeeltjes (NP’s). De specifieke overdrachtsroutekaart van NP’s is cruciaal om hun nanotoxicologisch en nanomedisch potentieel te onthullen. Er zijn echter nog steeds substantiële kennislacunes in het begrip van het transport van NP’s van de darm naar het CZS, wat zowel het begrip van de darm-CZS-ascommunicatie als de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën die gericht zijn op CZS-geassocieerde ziekten belemmert.

In deze studie onthulden de onderzoekers eerst overdrachtsroutes voor Ag NM’s langs de darm-CZS-as naast de bloedcirculatie. Ze demonstreerden zowel theoretisch als experimenteel de directe translocatie van Ag NM’s van de darm naar het CZS (zowel de hersenen als het ruggenmerg) via perifere zenuwvezels. Met behulp van laserablatie en veldstroomfractionering, inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie, toonden ze aan dat Ag NM’s toegediend via orale sondevoeding verrijkt raakten in een deeltjestoestand in de hersenen en het ruggenmerg van muizen, terwijl ze niet efficiënt in het bloed terechtkwamen.

Bovendien ontdekten de onderzoekers dat de nervus vagus en de spinale zenuwen het transneuronale transport van Ag NM’s bemiddelen langs respectievelijk de darm-hersenas en de darm-ruggenmergas, waarbij specifieke subsets van darmcellen (enterocyten en enterische zenuwcellen) significante niveaus innemen. van Ag NM’s voor overdracht naar de aangesloten perifere zenuwen met behulp van Cy-TOF-analyse.

De resultaten impliceerden dat transneuronaal transport een mechanisme is voor de directe handel in NP’s, en een cruciale leemte opvult in het begrijpen van het gedrag van NP’s in biologische systemen.

Deze studie integreerde een verscheidenheid aan methoden om de “klassieke route” van bloedcirculatie-gemedieerd transport van NP’s te doorbreken. Voor het eerst stelde het voor dat perifere zenuwvezels als de “niet-klassieke route” het transport van NP’s tussen organen in het lichaam mediëren. Dit pad van NP’s in het levende lichaam biedt belangrijke theoretische ondersteuning voor de ontwikkeling van nanomedicijnen gericht op CZS-gerelateerde ziekten.