Odpowiedź immunologiczna organizmów wyższych na obecność nanocząstek w środowisku

• Autorzy: Sieradzki Marek

Warianty tytułu

EN

The immune response of higher organisms to the presence of nanoparticles in the environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanocząstki są niezwykle małymi składnikami materii o rozmiarze nieprzekraczającym wielkości 100 nm w jednym z trzech wymiarów. Powszechnie występują w środowisku w sposób naturalny lub jako produkt celowej albo niezamierzonej działalności człowieka. Kontakt kręgowców z nimi jest więc nieunikniony. Okazuje się, że nanocząstki oddziałują ze składnikami układu immunologicznego tych organizmów. Mogą pobudzać albo hamować składowe wrodzonej i nabytej odporności u kręgowców w zależności od swoich właściwości fizyczno-chemicznych i strukturalnych. Coraz większa jest wiedza dotycząca oddziaływania nanocząstek z białkami układu dopełniacza (komplementu). Nanocząstki mogą oddziaływać ze składnikami kaskady komplementu na różnych etapach aktywacji, tj. od etapu rozpoznania patogenów, przez działanie jego składników, po utworzenie kompleksu atakującego błonę. W tym zakresie oddziałują na komplement hamująco bądź aktywująco, w zależności od właściwości fizyczno-chemicznych. Wpływają również na komórki układu immunologicznego, takie jak makrofagi. Obserwuje się także udział nanocząstek w rozwoju i przebiegu alergii. Dokładne poznanie powyższych oddziaływań daje możliwości zrozumienia wpływu nanocząstek znajdujących się w środowisku na organizmy zwierząt kręgowych i poznania korzyści oraz konsekwencji jakie mogą z tego wynikać.

EN

Nanoparticles are extremely small components of matter not exceeding 100 nm in one of the three dimensions. They commonly occur in the environment naturally or as a product of intentional or unintentional human activity. The contact of vertebrates with them is therefore inevitable. lt turns out that nanoparticles interact with the components of the immune system of these organisms. They can stimulate or inhibit the components of innate and acquired immunity in vertebrates depending on their physicochemical and structural properties. Knowledge about the interaction of nanoparticles with complement proteins is increasing. Nanoparticles can interact with the components of the complement cascade of various stages of activation, i.e. from the pathogen recognition stage, to the action of its components, to the formation of the membrane attack complex. In this regard, they inhibit or stimulate the complement depending on the physicochemical properties. They also affect immune cells such as microphages. The participation of nanoparticles in the development and course of allergies is also observed. A thorough understanding of the above interactions gives the opportunity to understand the impact of nanoparticles in the environment on vertebrate animals and to know the consequences and benefits that may result from this.

Słowa kluczowe

PL

nanocząstki; układ dopełniacza; oddziaływanie; nanomateriały; odpowiedź immunologiczna

EN

nanoparticles; complement system; interactions; nanomaterials; immune response

• Wydawca: ELAMED Media Group
• Czasopismo: Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 1
• Strony: 24--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Sieradzki Marek

• student II roku, Zakład Mikrobiologii, Instytut Genetyki i Mikrobiologii we Wrocławiu

Bibliografia

• 1. Langauer-Lewowicka H., Pawlas K: Nanocząstki, nanotechnologia - potencjalne zagrożenia środowiskowe i zawodowe. "Medycyna Środowiskowa - Enviromental Medicine", 2011, 17, 2, 7-11.
• 2. Kononenko V. et al.: Nanoparticle interaction with immune system. "Arh Hig Rada Toksikol.", 2015, 66, 97-108.
• 3. Cedervall T. et al.: Understanding the nanoparticle-protein corona using methods to quantify exchange rates and affinities of proteins for nanoparticles. "Proc Natl Acad Sci U S A.", 2007, 101, 2007-5.
• 4. Cupaioli F.A et al.: Engineered nanoparticles. How brain friendly is this new guest? "Prog Neurobiol.", 2014, 119-120, 20-38.
• 5. Dwivedi P.D. et al.: Are nanomaterials a threat to the immune system?" Nanotoxicology", 2009, 3, 19-26.
• 6. Shvedova A.A et al.: Sequential exposure to carbon nanotubes and bacteria enhances pulmonary inflammation and infectivity. "Am J Respir Cell Mol Biol", 2008, 38, 579-590.
• 7. Głobińska A., Kowalski M.L.: Nanocząsteczki - perspektywy zastosowania w immunologii i alergologii. "Alergia Astma Immunologia", 2014, 19, 232-239.
• 8. Baktur R. et al.: Effect of exposure conditions on SWCNT-induced inflammatory response in human alveolar epithelial cells. "Toxicol in Vitro", 2011, 25, 1153-1160.
• 9. Davoren M. et al.: In vitro toxicity evaluation of single walled carbon nanotubes on human A549 ling cells. "Toxicol in Vitro", 2007, 21, 438-448.
• 10. Turabekova M. et al.: Immunotoxicity of nanoparticles: a computational study suggests that CNTs and C6o fullerenes might be recognized as pathogens bt Toll-like receptors. "Nanoscale", 2014, 6, 3488-3495.
• n. Dobrovolskaia M.A et al.: Preclinical studies to understand nanoparticle interaction with the immune system and its potential effects on nanoparticle biodistribution. "Mol Pharm", 2008, 5, 487-495.
• 12. Bosi S. et al.: Hemolytic effects of water-soluble fullerene derivatives. "J Med. Chem", 2004, 47, 6711 -6715.
• 13. Abbas A.K., Lichtman A.H., Pillai S.: Immunologia. Funkcje i zaburzenia układu immunologicznego. Edra Urban & Partner, Wrocław 2015.
• 14. Chonn A. et al.: The role of surface chargé in the activation of classical and alternative pathways of complement by liposomes. "J Immunol", 1991, 146, 4234-4241.
• 15. Salvador-Morales C.et al.: Complement activation and protein absorption by carbon nanotubes. "Mol Immunol", 2006, 43, 193-201.
• 16. Yang L. et al.: Bacterial endotoxin (lipopolysaccharide) binds to the surface of gold nanoparticles, interferes with biocorona formation and induces human monocyte inflammatory activation. "Nanotoxocology", 2017, 11, 9-10, 1157-1175.
• 17. Cai W. et al.: Applications of gold nanoparticles in cancer nanotechnology. "Nanotechnol Sci Appl", 2008, 1, 17-32.
• 18. Aulentaa F.H.W. et al.: Dendrimers: a new class of nanoscopic containers and delivery devices. "Eur Polym J", 2003, 39, 1741-1771.
• 19. Garcia-Vallejo J.J. et al.: Multivalent glycopeptide dendrimers for the targeted delivery of antigens to dendritic cells. "Mol Immunol", 2013, 53, 387-397.
• 20. Guidetti G.F. et al.: Nanoparticles induce platelet activation in vitro through stimulation of canonical signaling pathways. "Nanomedicine", 2012, 8, 1329-1336.
• 21. L’Huillier A.G. et al.: Live viral vaccines in immunocompromised patients. "Future Virology", 2014, 9, 161-171.
• 22. Gregory A.E. et al.: Vaccine delivery using nanoparticles, "Front Cell Infect Microbiol", 2013, 3, 13.
• 23. Cho W.S. et al.: Adjuvanticity and toxicity of cobalt oxide nanoparticles as an alternative vaccine adjuvant. "Nanomedicine (Lond) ", 2012, 7, 1495 -1505.
• 24. Dykman L.A. et al.: Immunogenic properties of the colloidal gold. "lzv Akad Nauk Ser Biol.", 2004, 1, 86-91.
• 25. Kanekiyo M.B. et al.: Self-assembling influenza nanoparticle vaccines elicit broadly neutralizing H1N1 antibodies. "Nature", 2013, 499, 102-106.
• 26. Kędziora A. et al.: Silver Nanoforms as a Therapeutic Agent for Killing Escherichia coli and Certain ESKAPE Pathogens. "Curr Microbiol", 2016, 73, 139-147.
• 27. Kędziora A et al.: Similarities and Differences between Silver lons and Silver in Nanoforms as Antibacterial Agents. "Int J Mol Sci ", 2018, 19, 444.
• 28. Chuang H.C. et al.: Surface area as a dose metric for carbon black nanoparticles: A study of oxidative stress, DNA single-strand breakage and inflammation in rats. "Atmos Environ" , 2015, 106, 329-334.
• 29. Xia T. et al.: Comparison of the mechanism of toxicity of zinc oxide and cerium oxide nanoparticles based on dissolution and oxidative stress properties. "ACS Nano", 2008, 2, 2121-2131.
• 30. Pomastowski P. i wsp.: Potencjał zeta - jego rola i znaczenie. "Analityka: Nauka i Praktyka", 2012, 2, 19-23.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).