Celler kan lösa upp guld i nanostorlek

Guld är en av våra ädlaste metaller och har sedan urminnes tider haft ett särskilt värde på grund av sin beständighet – ”guld rostar aldrig”. Nu visar forskare vid Karolinska Institutet att det är en sanning med modifikation. Guldpartiklar i nanostorlek kan lösas upp av celler.

Nanopartiklar är mycket små och har en storlek på 1-100 nanometer (miljardels meter). Dessa partiklar används allt mer i samhället och därför studerar forskare om de kan innebära risker för människor och miljö. Nanoguld har många tillämpningar, exempelvis förbättrad röntgen och andra avbildningstekniker samt diagnostik och behandling av bland annat cancer. Det är också viktigt att studera vad som händer med nanoguld i kroppen. Metalliskt guld anses enbart kunna lösas upp av väldigt specifika kemikalier så som en blandning av starka syror (kungsvatten) eller av giftet cyanid. Ny forskning från Karolinska Institutet, publicerad i tidskriften ”ACS Applied Biomaterials”, visar nu att detta inte stämmer för nanoguld.

Vi ville testa hypotesen att partiklar som inte anses kunna lösas upp i kroppen faktiskt kan göra det, framför allt när de förekommer i nanostorlek. Därför testade vi guld som är ett av de mest beständiga materialen som finns, berättar forskningsledaren Hanna Karlsson, docent vid Institutet för miljömedicin.

Forskarna har utvecklat en ny metod för att kunna testa hypotesen. Metoden bygger på att makrofager (speciella immunceller som tar hand om bakterier och partiklar i kroppen) odlas tillsammans med nanoguld i en veckas tid. Sedan förstörs cellerna och nanoguld som har lösts upp kan skiljas ut. Hur mycket guld som lösts upp analyseras med metallanalys (ICP-MS). Två olika storlekar av nanoguld testades, 5 och 50 nanometer.

Vi fann att båda storlekarna av nanoguld kunde lösas upp av celler. Det som var exceptionellt var att de minsta partiklarna löstes upp i relativt hög grad (14%) om vi samtidigt simulerade inflammation i cellerna, förklarar Hanna Karlsson.

Forskarna efterliknade inflammation genom att behandla makrofagerna med LPS, ett ämne som finns på bakteriers yta som immunsystemet kan känna igen, varvid en immunreaktion kan starta. Exakt vilka reaktioner som gör att guld löses upp är inte klarlagt, men troligen spelar reaktiva syremolekyler en roll. Forskarna fortsätter nu att studera detta i mer detalj.

Det är ännu för tidigt att avgöra betydelsen av guldets upplösning till guldjoner, om det t ex kan orsaka negativa effekter eller tvärtom vara användbart för att behandla sjukdomar. Guldsalter har sedan länge används för att behandla exempelvis reumatism, och möjligen kan upplösning av guldjoner från nanopartiklar i samband med inflammation i framtiden visa sig vara en ny framgångsrik behandling.

Länk till publikation

Macrophage-Assisted Dissolution of Gold Nanoparticles
Carlander U, Midande K, Hedberg Y, Johanson G, Bottai M, Karlsson HL
Applied Bio Materials, American Chemical Society, 2019

Länk till presentation (pdf)

Celler kan lösa upp guld i nanostorlek

Kontakt

Hanna Karlsson, docent
Institutet för miljömedicin
Karolinska Institutet
Tel: 08-52487576
E-post: Hanna.L.Karlsson@ki.se
Webb: https://ki.se/people/hkarlss