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Nanotechnologie: Menschliche Proteine umlagern Nanopartikel

Unterschiedlich geladene und dimensionierte Nanopartikel werden im Blutserum von sehr unterschiedlichen Proteinen umhüllt. Dies konnten Wissenschaftler um Kenneth Dawson vom Centre for BioNano Interactions des University College Dublin nun zeigen. Sie betonen, dass zukünftige medizinische Nanotechnologie-Anwendungen die differenzierten Reaktionen im Körper besser untersuchen und verstärkt berücksichtigen sollten.

Die Forscher hatten positiv und negativ sowie ungeladene Nanoteilchen unterschiedlicher Größe mit menschlichem Blutserum vermischt. Dabei bildet sich um Nanopartikel typischerweise stabile Proteinhüllen. Wie sich zeigte, banden viele Bluteiweiße aber besonders an ungeladene Teilchen. Partikel mit Ladung wurden dagegen mehr von Fett transportierenden Molekülen umlagert.

Die Größe ungeladener Partikel spielte eine untergeordnete Rolle; hier entscheidet vorwiegende ihre Hydrophobizität. Bei geladenen Teilchen änderte sich dagegen die Zusammensetzung der Hüllenproteine bei unterschiedlicher Größe der Partikel. Welcher Effekt dies verursacht, blieb ungeklärt.

Kenneth Dawson und seine Kollegen testeten auch verschiedenen Materialien und stellten fest, dass alle von einer Proteinhülle umlagert, die sich allerdings materialspezifisch aus verschiedenen Molekülen zusammensetzte. Hier sehen die Wissenschaftler einen Punkt, der in der Nanomedizin verstärkt berücksichtigt werden müsse. Sollen Nanopartikel zum Beispiel Wirkstoffe transportieren, ist es entscheidend, dass nur diejenigen Proteine an die Partikel binden, die sie ins Zielgewebe bringen. Danach müssen die Materialien, die Ladung und die Größe der Nanopartikel gewählt werden. (sc)

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  • Quellen
Lundqvist, M. et al.: Nanoparticle size and surface properties determine the protein corona with possible implications for biological impacts. In: Proceedings of the National Academy of Sciences 105, S. 14265–14270, 2008.

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