Punasolut ja uudet nanomateriaalit: kohti nanoturvallisuutta ja nanolääketiedettä

Nanomateriaalit ovat olennainen osa nykyaikaista elämäntapaa, sillä niitä käytetään laajasti teollisissa ja kaupallisissa tuotteissa sekä tulevaisuuden yksilöllisessä lääketieteessä. Viime vuosina uusia nanopartikkeleita (NP) on otettu käyttöön biolääketieteellisessä kuvantamisessa ja diagnostiikassa sekä lääkkeiden antamisessa ja terapiassa. NP:iden tuotannon kasvun myötä on noussut esiin huoli niiden turvallisuudesta ihmisten terveydelle. Koska veri on väistämätön kohde NP-pohjaisille lääkkeille systeemisessä NP-pohjaisessa lääkkeen annossa, on nanopartikkelien vähän tutkittujen, veren ominaisuuksiin kohdistuvien vaikutusten selvittämiselle suuri tarve.

Kyseinen opinnäytetyö keskittyy kaupallisten ja uusien syntetisoitujen nanaopartikkelien arviointiin verisolujen pääkomponentin eli punasolujen (RBC) hemorheologisten ominaisuuksien osalta. Tämän työn tutkimuksessa tarkasteltiin punasolujen morfologiaa, muodonmuutoksia ja keskinäisiä vuorovaikutuksia ei-hemolyyttisissä NP-pitoisuuksissa. Vallankumouksellinen optinen pinsettitekniikka paljasti epäsuoran myrkyllisyyden hienovaraiset vaikutukset punasolujen keskinäiseen vuorovaikutukseen ja muodonmuutokseen. Lisäksi tavanomainen optinen mikroskopia-analyysi paljasti NP:iden ja RBC:n vuorovaikutukset monisoluisella tasolla, kun taas pyyhkäisyelektronimikroskopia (SEM) mahdollisti punasolujen pintojen ja NP:iden laukaisemien morfologisten muutosten korkearesoluutioisen seurannan. Tutkimuksen toisena tavoitteena oli selvittää punasolujen vuorovaikutuksen taustalla olevaa epäselvää mekanismia. Työssä esitettiin kokeellisia todisteita makromolekyylien koon ja osuuden lopullisesta roolista punasolujen vuorovaikutuksessa. Plasmaproteiinikoostumusta jäljittelevän luonnollisen polymeerin dekstraanin seos indusoi punasolujen vuorovaikutusmuodon, joka on samanlainen kuin veriplasmassa havaittu. Siten työssä ehdotettiin uutta "ristisiltoja" ja "tyhjennystä” yhdistävää hybridimallia.

Raportoidut löydökset auttavat ymmärtämään punasolujen vuorovaikutuksia ja voivat helpottaa polymeeripohjaisten plasmalaajenninten ja uusien nanopartikkelien suunnittelua sekä niiden kliinistä validointia turvallisen ja hyödyllisen käytön mahdollistamiseksi.