Een groep wetenschappers van het Centre for Genetic Resources of Laboratory Animals van het Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (ICG SB RAS) en het TSU Biological Institute hebben een pad bepaald waarlangs nanodeeltjes van virussen en organische en anorganische stoffen uit de omgeving komen de hersenen binnen. Daarnaast hebben onderzoekers een eenvoudige en goedkope manier gevonden om hun toegang te blokkeren. De verkregen gegevens zullen een persoon beschermen tegen ongewenste effecten en kunnen een grote rol spelen in de geneeskunde en farmaceutica, waar nanodeeltjes in toenemende mate worden gebruikt voor de diagnose en behandeling van ernstige ziekten.
– Er zijn een groot aantal nanodeeltjes van een breed scala aan chemische elementen en hun verbindingen in het milieu, van onschadelijk tot giftig, bijvoorbeeld zware metaaloxiden, – verklaart Mikhail Moshkin, directeur van het Centrum voor laboratoriumdiergenetische bronnen van de ICG SB RAS. – Wetenschappers hebben enkele gegevens verzameld die wijzen op het nadelige effect van nanodeeltjes, bijvoorbeeld als mensen dichterbij dan 50 meter van grote snelwegen wonen, vanwege de ophoping van nanogrootte deeltjes in de hersenen, ze eerder neurodegeneratieve ziekten hebben ontwikkeld (Alzheimer, Parkinson, en anderen).
Russische onderzoekers besloten erachter te komen hoe nanodeeltjes het menselijk lichaam binnendringen. Ze kunnen niet doordringen door de longen en bloedvaten omdat de bloed-hersenbarrière ze niet in de hersenen laat. Experimenten uitgevoerd op knaagdieren hielpen bij het berekenen van het traject van de beweging van nanodeeltjes.
Wetenschappers brachten een oplossing met nanodeeltjes in de neusholte van proefdieren en volgden, met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI), hun verschijning in de structuren van de hersenen. Studies hebben aangetoond dat deeltjes binnen drie uur in de reukbol verschijnen, de concentratie stijgt en bereikt een maximum na 12 uur, in de hippocampus, dentate gyrus en andere hersenstructuren wordt het maximum na 3-4 dagen waargenomen. De beweging komt overeen met het traject van de zenuwverbindingen van het reuksysteem.
Samen met dit werd gevonden dat deeltjes die in de zenuwvezel bewegen, synapsen kunnen passeren die verschillende neuronen verbinden. Het bleek dat niet alle nanodeeltjes synaptische transmissie overwinnen, bijvoorbeeld, mangaanoxide passeert synapsen, maar siliciumdioxide (zand) niet. De reden werd verklaard door een proteomische analyse uitgevoerd door wetenschappers van de Erasmus Universiteit Rotterdam: het toonde aan dat mangaanoxide, in tegenstelling tot zand, effectief bindt aan het AP-3-eiwit, dat betrokken is bij synaptische transmissieprocessen.