Учёные НИУ «БелГУ» установили влияние наноматериалов на ДНК живых организмов

Многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ) сегодня являются одним из самых популярных и перспективных инновационных средств, которые применяются в самых разных областях нанотехнологий – от нанокомпозитных материалов до наноэлектроники для биомедицинских устройств. Учёные исследовали известный углеродный наноматериал, применяемый в медицине в качестве наночипов и наносенсоров, а также для создания биосовместимых имплантов и в сельском хозяйстве для доставки пестицидов и удобрений. Эксперименты, проведённые на лабораторных мышах, выявили нарушения ДНК, которые могут привести к отдаленным токсическим эффектам, в том числе в отношении потомства экспонированных животных. Вывод учёных: применение наноматериалов должно быть строго регламентировано и обязательно проверяться на генотоксичность. В настоящее время проводятся исследования токсичности наноматериалов на клеточном уровне, а исследование белгородских и тамбовских учёных направлено на изучение токсичности на молекулярном уровне, в частности, генотоксичности нанотрубок в клетках млекопитающих.

По словам директора НИЦ геномной селекции НИУ «БелГУ», доктора биологических наук Эдуарда Снегина, проведённые испытания углеродного наноматериала показали, что генотоксический эффект многослойных нанотрубок присутствует во всех изученных органах лабораторных мышей, в том числе печени, легких, почках, семенных канальцах, головном мозге, клетках костного мозга и лейкоцитах периферической крови. При этом показатели генотоксичности зависят от дозировки вводимого препарата.

– Введение многослойных углеродных нанотрубок в дозировках 5 мг/сут и 2,5 мг/сут в остром эксперименте показывает достоверное увеличение количества разрушенной ДНК в почках и легких по сравнению с контрольной группой. При дозировке 2,5 мг/сут наблюдается увеличение индекса «ДНК-комет» и в клетках толстого кишечника, головного мозга и лейкоцитах. Вероятно, это связано с меньшим уровнем агломерации многослойных углеродных нанотрубок и их большим распространением по организму. При подостром введении МУНТ в дозировке 0,5 мг/сут также было показано негативное воздействие на ДНК клеток всех исследуемых органов, – рассказал Эдуард Анатольевич.

Разрушение ДНК в лейкоцитах при экспозиции углеродного наноматериала подтверждается и на культуре лимфоцитов периферической крови человека. В экспериментах in vitro при 48-часовой обработке клеток нанотрубок учёными выявлен повышенный уровень внутриклеточных активных форм кислорода в течение экспериметального периода, что привело к повреждению и гибели клеток, повреждению ДНК и воспалительному ответу.

Исследование учёных доказывает, что выявленные изменения в органах в результате введения углеродного наноматериала могут стать серьезной предпосылкой дальнейшей патологии органов, поэтому необходимо своевременно оценивать потенциальные риски для здоровья в долгосрочной перспективе.

Подробнее познакомиться с результатами исследования можно по ссылке:

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/433/1/012010