Углеродные наноструктуры — эликсир или яд?
Исследователи из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе обнаружили, что фуллерены — сферические молекулы из 60 атомов углерода (C60) — могут вызывать повреждение клеток. При этом один тип такого повреждения потенциально открывает новые пути для лечения болезней Паркинсона, Альцгеймера и рака.
Исследование, впервые показавшее такой эффект для сферических фуллеренов («бакиболов»), опубликовано в Toxicology and Applied Pharmacology.
Токсичность зависит от структуры
Учёные под руководством токсиколога Раши Айера воздействовали на культивируемые клетки человеческой кожи тремя типами бакиболов:
- «Простой» фуллерен.
- Конфигурация «гекса» — с шестью симметрично расположенными молекулярными ответвлениями.
- Конфигурация «трис» — с тремя ответвлениями на одном полушарии.
Клетки, обработанные конфигурацией «трис», входили в состояние преждевременного клеточного старения (сенесценции): они не делились, но и не умирали. Это состояние «подвешенной анимации» может нарушать развитие органов и приводить к болезням. Также «трис-фуллерены» могут потенциально мешать нормальному иммунному ответу на вирусы.
От токсичности — к потенциальному лечению
Парадоксально, но именно способность индуцировать сенесценцию открывает терапевтические возможности:
- При болезнях Паркинсона или Альцгеймера целенаправленное старение специфических нервных клеток могло бы задержать или остановить развитие болезни.
- При раке индуцированная сенесценция могла бы остановить деление раковых клеток, выиграв время для их уничтожения.
Выводы для наноиндустрии
Ежегодно в мире производится 4–5 тонн углеродных наноматериалов. Исследование показывает, что их токсичность сильно зависит от структуры: для применений с бакиболами конфигурация «гекса» безопаснее, чем «трис». Эти данные могут помочь в дизайне новых наноматериалов.
В настоящее время федеральных норм, регулирующих использование наноматериалов, не существует. Лос-Аламосская лаборатория, как и в ранние годы изучения радиации, берёт на себя ведущую роль в оценке потенциального воздействия наноматериалов на здоровье и окружающую среду, разрабатывая программы защиты работников.