Nanomateriały węglowe o właściwościach podobnych do azbestu
Nanomateriały, czyli materiały o co najmniej jednym wymiarze poniżej 100 nm, rewolucjonizują technologie komponentów i urządzeń niemal w każdej dziedzinie. Dzięki mikroskopijnym rozmiarom mają one wyjątkowe właściwości, które bardzo różnią się od cech większych fragmentów tych samych substancji. Z tego samego względu mogą one jednak być szczególnie toksyczne dla komórek. Niektóre badania sugerują podobieństwa między wpływem MWCNT i azbestu. Brakuje jednak szczegółowej wiedzy na temat toksyczności, a nanomateriały zmodyfikowane są nadal klasyfikowane na podstawie toksyczności substancji je tworzących w postaci masowej. Finansowany ze środków UE projekt naukowy "Toxicogenomic studies on engineered carbon nanomaterials" (MIRNANO) zainicjowano w celu porównania wpływu MWCNT i azbestu na ludzkie komórki nabłonka oskrzeli, ze szczególnym uwzględnieniem roli cząsteczek mikroRNA (miRNA). Cząsteczki miRNA to małe, jednoniciowe cząsteczki niekodującego RNA. Uważa się, że regulują one ekspresję genów RNA, które zostały transkrybowane z DNA, ale jeszcze nie uległy translacji na białka. Ze względu na dużą stabilność są one obiecującym celem terapeutycznym. Równolegle dążono do ograniczania testów na zwierzętach poprzez tworzenie odpowiednich metod in vitro i obliczeniowych. Badacze przeprowadzili badania fizykochemiczne na pięciu różnych MWCNT o różnych geometriach, nanomateriale ze sferycznych cząsteczek węgla, azbeście (dodatnia próbka kontrolna) i wełnie szklanej (ujemna, czyli w tym przypadku nietoksyczna, próbka kontrolna). Najsilniej cytotoksyczne były dwie wydłużone, pałeczkowate nanocząsteczki MWCNT. Zaawansowane pomiary spektrometryczne wykazały, że te dwie nanocząsteczki powodowały powstawanie unikalnego, niezidentyfikowanego wolnego rodnika, którego obecność wpływała na cytotoksyczność proporcjonalnie do dawki. W przypadku jednej z nanocząsteczek MWCNT, nazwanej wariantem Mitsui-7, zaobserwowano wpływ na komórki ludzkie i zwierzęce podobny do działania azbestu. Naukowcy badali zmiany ekspresji miRNA i RNA zachodzące w skali całego genomu podczas dwudniowego kontaktu z analizowanym materiałem. W przypadku MWCNT Mitsui-7 odkryto istotne korelacje między zmianami w RNA informacyjnym i miRNA a dysfunkcją mitochondriów, co zaowocowało artykułem przygotowanym do publikacji. Projekt MIRNANO uzyskał ważne dane na temat cytotoksyczności jednego z nanomateriałów MWCNT powszechnie używanych w produktach konsumenckich. Prace projektu umożliwiły też opracowanie metod ograniczania, a docelowo całkowitego wyeliminowania testów na zwierzętach. Wyniki pozwolą skuteczniej regulować produkcję nanomateriałów zmodyfikowanych, a tym samym zapobiegać groźnym schorzeniom w perspektywie przyszłych 20 lat.
