Nanobuisjes prikken zich door celwand naar binnen

Nanobuisjes met kleine moleculen eraan vast kunnen als een naald cellen binnendringen. De buisvormige moleculen van koolstofatomen blijken de celwand van uiteenlopende celtypen te kunnen doorboren, onafhankelijk van het type moleculen dat eraan verbonden is. (Nature Nanotechnology, februari)

Die aanhangende moleculen kunnen ook medicijnen zijn die op deze manier in de cel worden afgeleverd, volgens hoofdauteur Kostas Kostarelos van de universiteit van Londen. Kennelijk nanobuisjes cellen binnendringen zonder die te beschadigen.

Ook voor de toxicologie is de vondst belangrijk. De nanobuisjes kunnen de normale cellulaire processen van transport door het celwandmembraan blijkbaar omzeilen. In een toelichting per e-mail erkent Kostarelos dat de opeenhoping van de nanobuisjes in cellen mogelijk giftig is. Maar dat nanobuisjes in een cel op de lange termijn schadelijk zijn is volgens hem nog geen uitgemaakte zaak.

De onderzoekers bestudeerden nanobuisjes met verschillende eenvoudige moleculen, waaronder fluorescerende verbindingen. De fluorescerende aanhangsels maakten het mogelijk om de buisjes in de cellen te volgen, de eenvoudige moleculen verhogen de oplosbaarheid van de nanobuisjes. Kale nanobuisjes zijn ongeschikt voor biologische experimenten, omdat ze neerslaan als een zwarte massa.

Normaal gesproken nemen cellen materiaal van de grootte van nanobuisjes op door endocytose, een proces waarbij het celmembraan zich rond het materiaal sluit en het mee de cel inneemt. Maar de nanobuisjes kwamen cellen binnen als endocytose onmogelijk werd gemaakt met natriumazide (NaN3). De nanobuisjes drongen ook cellen binnen die geen endocytose kunnen uitvoeren zoals gistcellen of bacteriecellen. Kostarelos heeft de door de celwand prikkende nanotubes vastgelegd met een elektronenmicroscoop. Hij sluit echter niet uit dat nanobuisjes ook op andere manieren de cel kunnen binnendringen.

De resultaten van Kostarelos zijn in strijd met eerder onderzoek van Nadine Wong Shi Kam (Stanford University). In het Journal of the American Chemical Society schreef Kam in 2005 dat de opname van nanobuisjes met moleculen eraan vast fors afneemt als endocytose wordt gefrustreerd. Kostarelos oppert dat de nanobuisjes samenklonterden als gevolg van interactie tussen eiwitten die Kam eraan verbond. Zo zouden klonters van nanobuisjes zijn ontstaan die wél door endocytose werden opgenomen.

Michiel van Nieuwstadt