Las nanopartículas entran fácilmente en las células. Nuevos conocimientos sobre cómo se distribuyen y qué hacen allí se muestran por primera vez mediante imágenes de microscopía 3D de alta resolución de BESSY II. Por ejemplo, determinadas nanopartículas se acumulan preferentemente en determinados orgánulos de la célula. Esto puede aumentar los costos de energía en la celda. "Parece que la célula acaba de correr un maratón, aparentemente, la célula requiere energía para absorber tales nanopartículas, "dice el autor principal James McNally.

Hoy dia, Las nanopartículas no solo se encuentran en productos cosméticos, pero en todas partes:en el aire, en agua, en el suelo y en la comida. Porque son tan pequeños entran fácilmente en las células de nuestro cuerpo. Esto también es de interés para aplicaciones médicas. Las nanopartículas recubiertas con ingredientes activos podrían introducirse específicamente en las células, por ejemplo, para destruir células cancerosas. Sin embargo, aún queda mucho por aprender sobre cómo se distribuyen las nanopartículas en las células, que hacen alli, y cómo estos efectos dependen de su tamaño y recubrimiento.

Nuevos conocimientos provienen de un estudio en BESSY II, donde el equipo del profesor Gerd Schneider puede tomar imágenes de microscopía de rayos X con Rayos X intensivos. Los investigadores del grupo de microscopía de rayos X dirigido por el biofísico de HZB, el Dr. James McNally, investigaron células con nanopartículas recubiertas de diferentes formas. Las nanopartículas eran exactamente del mismo tamaño, pero estaban recubiertos con diferentes ingredientes activos.

"La microscopía de rayos X ofrece una resolución significativamente mejor que la microscopía óptica, y una visión general mucho mejor que la microscopía electrónica, "enfatiza Schneider. Por primera vez, el equipo obtuvo completo, tridimensional, imágenes de alta resolución de las células tratadas con nanopartículas con los orgánulos contenidos en ellas:incluidas las gotas de lípidos, mitocondrias, Cuerpos multivesiculares y endosomas. Las gotitas de lípidos actúan como reservas de energía en la célula, mientras que las mitocondrias metabolizan esta energía.

El análisis de las imágenes mostró:Las nanopartículas se acumulan preferentemente en un subconjunto de los orgánulos celulares y también cambian el número de ciertos orgánulos a expensas de otros orgánulos. Los cambios en el número de orgánulos fueron similares independientemente del recubrimiento de nanopartículas, lo que sugiere que muchos tipos diferentes de recubrimientos de nanopartículas pueden inducir un efecto similar. Para evaluar qué tan general es este efecto, Deben realizarse más estudios con otros recubrimientos de nanopartículas y con otros tipos de células.

"La microscopía de rayos X nos permite ver la célula como un todo, así que pudimos observar este comportamiento por primera vez, "explica McNally." Descubrimos que la absorción de tales nanopartículas aumenta el número de mitocondrias y endosomas, mientras que otros orgánulos, a saber, gotas de lípidos y cuerpos multivesiculares, disminución, "dice Burcu Kepsutlu, que llevó a cabo los experimentos para su doctorado. "Cuando hacemos una dieta de hambre o corremos un maratón, vemos cambios similares en la célula, es decir, un aumento de las mitocondrias y una disminución de las gotitas de lípidos, ", dice McNally." Aparentemente, la célula necesita energía para absorber las nanopartículas, y la célula se siente como si acabara de correr un maratón ".