genomträngning

Genomträngning, i biologiska och materialvetenskapliga sammanhang, betecknar processen där ett ämne passerar genom en barriär, till exempel ett cellmembran eller en polymerfilm. Inom biologi beskriver termen hur molekyler eller partiklar tar sig igenom membranbarriärer och därigenom uppnår cellinträde, absorption eller spridning i vävnad. Genomträngning innefattar både naturliga transportvägar och mekanismer som kräver energi eller som innebär tillfälligt störning av barriärens struktur.

De centrala mekanismerna inkluderar passiv diffusion av små, fettlösliga molekyler; faciliterad diffusion genom kanaler eller transportörer; aktiv transport som kräver energi; endocytos (inklusive pinocytos och fagocytos); samt diffusion genom porer eller sprickor i membranet. Vissa metoder utnyttjar eller förstärker genomträngning utan att bryta cellmembranet, exempelvis cellpenetrating-peptider eller andra bärarmolekyler. Yttre faktorer som ytegenskaper och kemisk funktionalitet påverkar vilken väg som dominerar.

Genomträngning är central inom farmakologi och toxikologi, där absorption i tarmen, distribution i kroppsvävnader och passage av blod-hjärnbarriären avgör läkemedelsverkan och risker. Inom materialvetenskap studeras permeabilitet hos polymerer och membran som skyddar eller separerar ämnen, samt hur nanopartiklar tar sig igenom celler. Försöksmetoder används för att beräkna permeabilitetskoefficienter och för att optimera formuleringar.

Exempel inkluderar läkemedels passage över intestinalt epitel eller blod-hjärnbarriären, samt användning av cellpenetrating-peptider som TAT. Studier utförs ofta med in vitro-modeller som Caco-2- eller MDCK-celler och diffusion i Franz-diffusionsceller. Nyckelparametrar är permeabilitetskoefficienten Papp och logP-värdet. För säkerhet och reglering beaktas cytotoxicitet och påverkan på barriärens funktion.