(PhysOrg.com) -- In de afbeeldingen van fruitvliegjes, clusters van neuronen zijn allemaal verlicht, vormen een helder gloeiend netwerk van snelwegen in de hersenen.

Het is precies wat de University at Buffalo-onderzoeker Shermali Gunawardena hoopte te zien:het betekende dat ORMOSIL, een nieuwe klasse van nanodeeltjes, was met succes de hersenen van de insecten binnengedrongen. En zelfs na langdurige blootstelling, de cellen en de vliegen zelf bleven ongedeerd.

de deeltjes, die zijn gelabeld met fluorescerende eiwitten, houden belofte als een potentieel voertuig voor de levering van medicijnen.

Elk deeltje is een vat, met holtes die wetenschappers mogelijk kunnen vullen met nuttige chemische verbindingen of gentherapieën om naar verschillende delen van het menselijk lichaam te sturen. Gunawardena is vooral geïnteresseerd in het gebruik van ORMOSIL - organisch gemodificeerd silica - om problemen in neuronen aan te pakken die mogelijk verband houden met neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer.

De recente studie over fruitvliegen is een stap in de richting van dit mogelijk te maken, aantonen dat langdurige blootstelling aan ORMOSIL, door te ademen en te voeden, de dieren niet verwond.

Het onderzoek verscheen in het tijdschrift PLoS ONE op 3 januari.

"We zagen dat na het voeren van deze nanodeeltjes in de fruitvlieglarven, de ORMOSIL ging voornamelijk in de ingewanden en de huid. Maar na verloop van tijd, bij volwassen vliegen, je kon het in de hersenen zien. Deze resultaten zijn echt fascinerend omdat deze deeltjes geen toxische effecten hebben op het hele organisme of de neuronale cellen, " zei Gunawardena, een assistent-professor biologische wetenschappen en een onderzoeker in het Instituut voor Lasers van de UB, Fotonica en biofotonica.

De ORMOSIL-deeltjes die ze onderzoekt, zijn een unieke variëteit die is gemaakt door een onderzoeksgroep onder leiding van Paras N. Prasad, directeur van het UB-instituut. Elk deeltje bevat holtes die medicijnen kunnen bevatten, die kunnen vrijkomen wanneer de deeltjes worden blootgesteld aan licht.

Naast Gunawardena en Prasad, co-auteurs van de studie zijn onder meer Farda Barandeh, Phuong Lan Nguyen, Rajiv Kumar, Gary J. Iacobucci, Michelle L. Kuznicki, Andrew Kosterman en graaf J. Bergey, allemaal van UB.

Gunawardena is een expert in axonaal transport. Dit omvat de beweging van motoreiwitten langs het draadachtige axon van neuronen. Deze moleculaire motoren, genaamd kinesins en dyneins, dragen "vracht" inclusief vitale eiwitten van en naar de synaps en het cellichaam van neuronen.

In dit neuronale snelwegsysteem, een probleem dat kan optreden is een axonale blokkade, die lijkt op een verkeersopstopping in neuronen. Eiwitten aggregeren in een klomp langs het axon.

Onderzoekers weten niet of deze obstructies bijdragen aan aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer of Parkinson, die worden gekenmerkt door ongebruikelijke ophopingen van eiwitten die amyloïden en Lewy-lichaampjes worden genoemd.

Maar het is aangetoond dat het amyloïde precursoreiwit dat betrokken is bij de ziekte van Alzheimer een rol speelt bij axonaal transport. en als axonale obstructies een vroege indicator blijken te zijn voor neurodegeneratie bij de ziekte van Alzheimer, het elimineren van blokkades kan het begin van de ziekte helpen voorkomen of vertragen.

Dat is waar ORMOSIL van pas komt:Gunawardena hoopt deze nanodeeltjes te gebruiken om medicijnen te richten op eiwitophopingen langs axonen, het opbreken van de ophopingen.

Succes, zo mogelijk, is nog ver weg. Maar het potentiële voordeel is groot. Gunawardena noemt het onderzoek een "risicovol, hoge beloningen" streven.

De volgende stap is voor haar team om te kijken of ze een manier kunnen vinden om de ORMOSIL te dwingen zich vast te hechten aan motoreiwitten. (De nanodeeltjes, zelfstandig, beweeg niet langs axonen.)