Открыт механизм разложения однослойных углеродных нанотрубок в живых организмах
ВЫПУСК 95
Открыт механизм разложения однослойных углеродных
нанотрубок в живых организмах
Группа шведских и американских ученых впервые показала, что углеродные
нанотрубки могут быть разрушены ферментом миелопероксидазой
(МПО), найденным в белых клетках крови. Их исследование, опубликованное вNatureNanotechnology,противоречит прежним представлениям о том, что углеродные нанотрубки не
разрушаются ни в организме, ни в природе. Ученые считают, что новое понимание
того, как МПО превращает углеродные нанотрубки в воду и диоксид углерода,имеет большое значение для медицины.
«Предыдущие
исследования показали, что углеродные нанотрубки могут быть использованы для
введения лекарственных препаратов или других веществ в клетки человеческого
организма», - говорит Бенгт Фадеэль
(BengtFadeel), адъюнкт-профессор Каролинского института
Шведского медицинского университета (SwedishmedicaluniversityKarolinskaInstitutet).«Но проблема регуляции разрушения нанотрубок не решена, что может
привести к нежелательному повреждению тканей и токсическому эффекту. Наше
исследование демонстрирует, как их можно разложить на безвредные компоненты с
помощьюбиологических механизмов».
Углеродные
нанотрубки – материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, свернутого в
трубку, имеющую диаметр в несколько нанометров (1 нанометр = 1 миллиардная доля
метра) и длину от 10 нанометров до нескольких микрометров. Углеродные
нанотрубки легче и прочнее стали и имеют уникальную теплопроводность и
электрические характеристики. Они производятся в промышленном масштабе, большей
частью для технических целей, а также для некоторых потребительских товаров.
Углеродные
нанотрубки считались биостабильными, то естьне разрушаемыми в тканях организма или в природе. Исследования,
проведенные за последние годы,показали, что у лабораторных животных, подвергшихся воздействию
нанотрубок, введенных через дыхательные пути или инъекционным способом в
брюшную полость, развивалось тяжелое воспаление. Воспалениеи изменение в тканях (фиброз), вызванные их
воздействием,ведут к нарушению функции
легких и, возможно, к раку. Например, 1-2 года назад тревожные сообщения других
ученых привели к мнению, что углеродные нанотрубки очень похожи на волокна
асбеста, которые также являются биоустойчивыми и могут вызвать рак легких
(мезотелиому) у людей спустя значительный период времени после воздействия.
Таким
образом, настоящее исследование представляет собой настоящий прорыв в
нанотехнологии и нанотоксикологии, так какясно демонстрирует, что эндогенный фермент МПО может разрушать
углеродные нанотрубки. Этот фермент вырабатывается в определенных типах клеток
белой крови (нейтрофилах), которые используют его для нейтрализации вредных
бактерий. Теперь ученые обнаружили, что фермент работает и на углеродных нанотрубках,
разлагая их на воду и диоксид углерода. Ученые также показали, что разрушенные
миелопероксидазойнанотрубки больше не
вызывают воспаленияв организмахмышей.
«Это
означает, что можно создать такие условия, при которых углеродные нанотрубки
будут безвредны, например, в случае аварии на промышленном предприятии», -
говорит доктор Фадеэль. «Но открытие имеет большое значение и для будущего
использования углеродных нанотрубок в медицинских целях».
Полная или частичная перепечатка любого материала разрешается и
приветствуется при обязательной гиперссылке на рассылку «Нанотехнологии в медицине и биологии»