Nanocząstki i nanomateriały to obiekty, których przynajmniej jeden wymiar jest mniejszy niż 100 nm. Z uwagi na duży stosunek powierzchni do objętości nanocząstki często posiadają interesujące właściwości, znacząco różne od właściwości większych cząstek zbudowanych z tego samego materiału. Wraz z rozwojem metod syntezy nanocząstek o przeróżnym składzie i właściwościach fizykochemicznych, rośnie również ich wykorzystanie w różnych gałęziach przemysłu i medycyny co skutkuje wzrastającą ekspozycją ludzi na nanocząstki i nanomateriały. Celem projektu jest zweryfikowanie hipotezy przewidującej, że nanocząstki mogą wpływać na funkcjonowanie sygnalizacji komórkowej aktywowanej przez czynnik martwicy nowotworu (ang. tumor necrosis factor – TNF, TNFα). Zakłócenie odpowiedzi komórki na TNF przez nanocząstki może prowadzić do zaburzeń homeostazy sprzyjających rozwojowi schorzeń takich jak nowotwory lub choroby autoimmunologiczne.
Badania zostaną przeprowadzone na dwóch ludzkich liniach komórkowych: HepG2 (komórki raka wątroby) i A549 (komórki raka płuc). W badaniach wykorzystane zostaną trzy rodzaje nanocząstek o wielkości około 20 nm: (1) Nanocząstki złota wykorzystywane m.in. do celowanej terapii antynowotworowej, oraz jako czynniki kontrastowe i promieniouczulające; (2) Nanoczastki tlenku żelaza stosowane m.in. jako nośniki leków oraz czynnik kontrastowy w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego; (3) Nanocząstki srebra szeroko stosowane jako dodatek do tekstyliów, kosmetyków, opakowań i instrumentów medycznych ze względu na właściwości antybakteryjne. Wpływ nanocząstek na sygnalizację komórkową aktywowaną przez TNF zostanie zbadany poprzez: analizę żywotności komórek, analizę ekspresji genów związanych z reakcją zapalną i śmiercią komórkową, analizę zmian epigenetycznych (metylacja DNA i ekspresja miRNA) analizę aktywności szlaków NF-κB i MAPK.
Projekt przyczyni się do poznania mechanizmów oddziaływania nanocząstek z wewnątrzkomórkowymi szlakami sygnalizacyjnymi co jest niezbędne dla bezpiecznego stosowania nanocząstek w celach diagnostycznych i terapeutycznych. Uzyskana wiedza ułatwi projektowanie bezpiecznych nanomateriałów oraz będzie stanowiła podstawę do rozwoju aplikacji obejmujących manipulacje układami biologicznymi za pomocą nanotechnologii.
