• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Enzym zawarty w białych krwinkach rozkłada węglowe nanorurki

    08.04.2010. 17:12
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    W ramach badania finansowanego ze środków UE naukowcy z Irlandii, Szwecji i Stanów Zjednoczonych dowiedli, że enzym zawarty w białych krwinkach może rozkładać niezwykle wytrzymałe nanorurki węglowe. Odkrycie opublikowane w czasopiśmie Nature Nanotechnology daje nadzieję na bezpieczne wykorzystanie tego nowego materiału w medycynie i przemyśle.

    Jest to wynik projektu NANOMMUNE ("Kompleksowa analiza negatywnego wpływu zmodyfikowanych nanomateriałów na układ odpornościowy"), na który przeznaczono 3,36 mln euro w ramach obszaru NMP ("Nanonauka, nanotechnologie, materiały i nowy model produkcji") Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).

    Nanorurki węglowe to poddane modyfikacjom cylindryczne cząsteczki węgla, które są lżejsze i wytrzymalsze od stali oraz charakteryzują się wyjątkowymi właściwościami elektrycznymi. Są wykorzystywane w różnych dziedzinach przemysłu, na przykład do produkcji krzemowych układów scalonych oraz urządzeń elektronicznych i przyborów sportowych. Nanorurki węglowe są produkowane w dużych ilościach, co wpływa na higienę pracy. Struktury te są także wykorzystywane przy opracowywaniu nowych leków oraz wdrażaniu innych rozwiązań z zakresu medycyny. Badania skoncentrowały się na oddziaływaniu nanorurek na organizmy żywe. W ramach projektu NANOMMUNE naukowcy starają się uzyskać wiedzę na temat potencjalnie negatywnego wpływu zmodyfikowanych nanomateriałów na ludzki układ odpornościowy.

    "Poprzednie badania wykazały, że nanorurki węglowe mogą zostać wykorzystane do wprowadzenia leków lub innych substancji do komórek ludzkich", wyjaśnił dr Bengt Fidel z Instytutu Medycyny Środowiskowej ze Szwedzkiego Instytutu Karolinska. "Problemem był brak wiedzy na temat sposobów sterowania procesem rozkładu nanorurek, który może mieć toksyczny wpływ na tkanki oraz przyczynić się do uszkodzeń tkanek. Badanie pokazuje sposób rozkładu biologicznego rurek na nieszkodliwe elementy".

    Ostatnie eksperymenty przeprowadzone na myszach pokazały, że u zwierząt poddanych wpływowi nanorurek węglowych za pomocą wdychania lub zastrzyku do jamy brzusznej nie zachodzi proces rozkładu materiału, co powoduje poważne stany zapalne oraz zmiany tkanek, a to z kolei prowadzi do upośledzenia funkcjonowania płuc i, w niektórych przypadkach, do nowotworu. Trwałość biologiczna tego zmodyfikowanego materiału jest analogiczna do trwałości azbestu, dlatego intensywnie poszukiwano sposobów neutralizacji jego toksyczności.

    Badacze zbadali wpływ zawartego w białych krwinkach (neutrofilach) enzymu o nazwie mieloperoksydaza (MPO) na nanorurki węglowe, zarówno metodą in vitro, jak i w organizmach myszy. Odkryto, że enzym rzeczywiście jest w stanie dokonać rozkładu nanorurek na węgiel i wodę. Po przeprowadzeniu procesu rozkładu ustał zapalny wpływ rurek na płuca myszy.

    "Oznacza to, że prawdopodobnie istnieje sposób neutralizacji szkodliwego wpływu nanorurek, na przykład w przypadku wypadku w fabryce", powiedział dr Fadeel. "Jednak odkrycia te przyczynią się także do zastosowania w przyszłości nanorurek węglowych w medycynie".

    Badacze wysunęli przypuszczenie, że stan zapalny płuc zaobserwowany u myszy poddanych wpływowi nanorurek węglowych może mieć związek z wysokim stężeniem, co przekroczyło możliwości biodegradacyjne neutrofili systemu enzymatycznego.

    Nowa wiedza w zakresie mediowanej przez hMPO biodegradacji tego obiecującego materiału wytyczy drogę biomedycznym zastosowaniom, takim jak transport leku w odpowiednich dawkach i stężeniach zapewniających szybszą degradację.

    Projekt NANOMMUNE był koordynowany przez dr Fadeela, a w jego ramach prowadziło prace 13 grup badawczych z Europy i Stanów Zjednoczonych.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Nanorurki – struktury nadcząsteczkowe, mające postać pustych w środku walców. Współcześnie najlepiej poznane są nanorurki węglowe, których ścianki zbudowane są ze zwiniętego grafenu (jednoatomowej warstwy grafitu). Istnieją jednak także niewęglowe nanorurki (m.in. utworzone z siarczku wolframu) oraz nanorurki utworzone z DNA. Miara rozkładu – liczbowa charakterystyka rozkładu cechy, dostarczająca informacji na temat właściwości tego rozkładu. Olbrzymie rurki węglowe (ang. colossal carbon tubes, CCTs) – alotropowa odmiana węgla w postaci rurek o średnicach od 40 do 100 μm. Mają strukturę inną niż nanorurki węglowe, których średnice są rzędu nanometrów. Ściany olbrzymich rurek nie są pojedynczymi warstwami grafenu, ale wielowarstwowymi strukturami o grubości ponad 1 μm, pofałdowanymi i posiadającymi puste przestrzenie rozdzielone membranami, podobnie jak w tekturze.

    Rozkład normalny, zwany też rozkładem Gaussa – jeden z najważniejszych rozkładów prawdopodobieństwa. Odgrywa ważną rolę w statystycznym opisie zagadnień przyrodniczych, przemysłowych, medycznych, społecznych itp. Wykres funkcji prawdopodobieństwa tego rozkładu jest krzywą dzwonową. Rozkład Panjera (rozkład z klasy rozkładów Panjera) jest dyskretnym rozkładem stosowanym w matematyce ubezpieczeniowej do opisu liczby szkód w modelu ryzyka łącznego.

    Rozkład jednostajny (zwany też jednorodnym, równomiernym, prostokątnym albo płaskim) to ciągły rozkład prawdopodobieństwa, dla którego gęstość prawdopodobieństwa w przedziale od a do b jest stała i różna od zera, a poza nim równa zeru. Istnieje też wersja dyskretna tego rozkładu oraz uogólnienie na dowolne nośniki. Rozkład Benforda to rozkład prawdopodobieństwa występowania określonej pierwszej cyfry w wielu rzeczywistych danych statystycznych, np. dotyczących powierzchni jezior w Polsce, danych z rocznika statystycznego, wartościach stałych fizycznych. Ogólnie rozkład ten sprawdza się w przypadku wielkości, które mogą przyjmować różne rzędy wielkości. Fakt częstego występowania tego rozkładu w obserwowanych danych zwany jest prawem Benforda.

    Dodano: 08.04.2010. 17:12  


    Najnowsze