Ny undersøgelse af carbon nanorør giver håb til medicinske anvendelser

Et hold af svenske og amerikanske videnskabsmænd har for første gang vist, at kulstofnanorør kan nedbrydes af et enzym - myeloperoxidase (MPO) - der findes i hvide blodlegemer. Deres opdagelser præsenteres i Natur nanoteknologi og modsige hvad man tidligere troede, at kulstof nanorør ikke nedbrydes i kroppen eller i naturen. Forskerne håber, at denne nye forståelse af, hvordan MPO omdanner kulstofnanorør til vand og kuldioxid, kan være af betydning for medicin.

"Tidligere undersøgelser har vist, at carbon nanorør kunne bruges til at indføre lægemidler eller andre stoffer i humane celler, siger Bengt Fadeel, lektor ved det svenske medicinske universitet Karolinska Institutet. "Problemet har været ikke at vide, hvordan man kontrollerer nedbrydningen af ​​nanorørene, som kan forårsage uønsket toksicitet og vævsskade. Vores undersøgelse viser nu, hvordan de biologisk kan nedbrydes til harmløse komponenter."

Kulstofnanorør er et materiale, der består af et enkelt lag kulstofatomer rullet ind i et rør med en diameter på kun et par nanometer (1 nanometer =1 milliardtedel af en meter) og en længde, der kan variere fra snesevis af nanometer op til flere mikrometer . Carbon nanorør er lettere og stærkere end stål, og har exceptionelle varmeledende og elektriske egenskaber. De er fremstillet i industriel skala, hovedsageligt til tekniske formål, men også til nogle forbrugerprodukter.

Carbon nanorør blev engang betragtet som biopersistente, idet de ikke nedbrydes i kropsvæv eller i naturen. I de seneste år, forskning har vist, at forsøgsdyr, der udsættes for kulstofnanorør via indånding eller gennem injektion i bughulen, udvikler alvorlig betændelse. Dette og de vævsforandringer (fibrose), som eksponering forårsager, fører til nedsat lungefunktion og måske endda til kræft. For eksempel, et år eller to siden, alarmerende rapporter fra andre videnskabsmænd antydede, at kulstofnanorør minder meget om asbestfibre, som i sig selv er biopersistente, og som kan forårsage lungekræft (mesotheliom) hos mennesker i lang tid efter eksponering.

Denne aktuelle undersøgelse repræsenterer således et gennembrud inden for nanoteknologi og nanotoksikologi, da det tydeligt viser, at endogent MPO kan nedbryde carbon nanorør. Dette enzym udtrykkes i visse typer hvide blodlegemer (neutrofiler), som bruger det til at neutralisere skadelige bakterier. Nu, imidlertid, forskerne har fundet ud af, at enzymet også virker på kulstof nanorør, nedbryde dem til vand og kuldioxid. Forskerne viste også, at kulstof-nanorør, der er blevet nedbrudt af MPO, ikke længere giver anledning til betændelse hos mus.

"Det betyder, at der kan være en måde at uskadeliggøre kulstofnanorør på, for eksempel i tilfælde af en ulykke på et produktionsanlæg, " siger Dr. Fadeel. "Men resultaterne er også relevante for den fremtidige brug af kulstofnanorør til medicinske formål."