Nova studija je otkrila načine da se smanji toksičnost grafen oksida (GO), ultra tankog sloja nanomaterijala dobijenog od grafita, postavljajući temelje za njegovo korišćenje kao sistem za isporuku lekova.
Profesor Khuloud Al-Jamal, koji je vodio studiju, rekao je: „Istraživači su bili neverovatno uzbuđeni u potencijalnim medicinskim primenama grafena otkako su eksperimenti na nanomaterijalu priznati Nobelovom nagradom za fiziku 2010. Međutim, zabrinutost oko toksičnosti je ostala dosledna prepreka“.
„U ovoj studiji, uveli smo hemijske metode kako bismo GO učinili bioprijateljskim i otkrili vezu između proteina u koroni i bezbednosnog profila GO. Što je najvažnije, pokazali smo da in silico metode mogu tačno predvideti toksičnost kod miševa nudeći načine da zamene upotrebu životinje Ponosan sam na ovaj timski napor između Ujedinjenog Kraljevstva, Hong Konga, Kine i SAD“, rekao je profesor Al-Jamal, profesor isporuke lekova i nanomedicine i šef razvoja lekova.
Grafen oksid (GO) je ultra tanak sloj dobijen od grafita. Slično je olovci za olovke, ali uključuje vezane atome kiseonika, što ga čini kompatibilnim sa vodom. Njegova jedinstvena fizička i hemijska svojstva znače da ima visok kapacitet za nošenje antibiotika i lekova protiv raka, između ostalog, kao i da cilja specifične ćelije, što ga čini potencijalno efikasnim sistemom za isporuku lekova.
Kada GO uđe u telo, on stupa u interakciju sa proteinima koji se nalaze u biološkim tečnostima kao što su plazma i cerebrospinalna tečnost. Ova interakcija dovodi do formiranja očvrslog omotača proteina – inače poznatog kao proteinska korona – oko GO koji utiče na ponašanje i toksičnost nanomaterijala.
Zbog toga, da bi se bezbedno iskoristili prednosti ovog sistema za isporuku lekova, potrebna su značajna istraživanja da bi se promenila GO površina, ili njen način isporuke, i ublažio njegov toksični efekat u telu.
Nova multidisciplinarna studija, objavljena u ACS Nano, uspela je da otkrije okolnosti koje uzrokuju da korona izaziva toksičnost. Koristeći ovo znanje, istraživači su kasnije istraživali i identifikovali proteine u koroni koji su uspešno ublažili GO toksičnost, stvarajući potencijal za njegovu upotrebu kao sistem za isporuku lekova i postavljajući osnovu za injekcije i implantate napravljene od nanomaterijala.
Dve vrste GO listova sa novim hemijskim modifikacijama su testirane da bi se videlo kako se vezuju za korona protein i njihov uticaj na šire telo. Rezultati na modelima miševa pokazali su da su listovi sa niskim proteinskim premazom uzrokovali teže oštećenje jetre i pluća, kao i znake povećanih molekularnih markera upale i toksičnosti krvi. Ovo je bilo najočiglednije kod modela miševa sa normalnim, funkcionalnim imunološkim sistemom.
Detaljna analiza nalaza omogućila je istraživačima da identifikuju dosledne obrasce koji povezuju proteinske prevlake sa njihovim toksičnim efektima na miševe. Otkrili su da je povećana količina korone dovela do smanjene toksičnosti od GO, sa daljom analizom koja je identifikovala ključne proteine unutar njega koji bi takođe mogli da ublaže toksičnost nanomaterijala.
Ovaj multidisciplinarni pristup, koji obuhvata hemiju, 2D materijale, proteomiku, matematičko modeliranje i istraživanje na životinjama, predstavlja veliki korak napred za potencijalnu praktičnu primenu GO kao sistema za isporuku lekova i drugih nanomaterijala.
