Знание-сила, 2008 № 04 (970)

ПОНЕМНОГУ О МНОГОМ

Коллаж А. Сарафанова

Ученые иркутского Института химии Сибирского отделения РАН на основе нанотехнологий создали вещество, которое содержит серебро, обладает высокими лечебными свойствами и при этом легко усваивается человеческим организмом. Наночастицы металлического серебра уже доказали свою противомикробную и противовирусную активность.

Для того чтобы серебро могло проникать в клетки организма, ученые сконструировали микроскопический контейнер для доставки наночастиц серебра в очаг заболевания. В качестве оболочки используется биополимер, выделяемый из сибирской лиственницы. Как сказал один из разработчиков Борис Сухов, этот биополимер повышает иммунитет человека, хорошо растворим, но, самое главное, способен проникать в клетки.

О лекарстве на основе нового нанобиокомпозита пока говорить рано, однако уже разрабатывается опытная партия биологически активной добавки к пище, компенсирующей дефицит серебра в организме.

Ученые из Академии наук Китая установили, что однослойные углеродные нанотрубки могут влиять на ДНК человека. Многие раковые клетки вызывают экспрессию гена, отвечающего за синтез фермента теломеразы. Этот фермент помогает раковым клеткам продолжать неконтролируемое деление, вызывающее рост опухоли.

Оказалось, что углеродные нанотрубки могут влиять на процесс синтеза фермента теломеразы. Они воздействуют на процесс экспрессии гена, иначе говоря, модулируют процесс и останавливают образование теломеров. Поэтому нанотрубки косвенно не допускают рост клеток in vivo.

По мнению исследователей, это открытие позволит разработать более эффективные методы раковой терапии.

Однако не все так радужно-перспективно в отношении применения нанотехнологий: нет худа без добра и наоборот.

Ученым Кембриджского университета впервые удалось наблюдать проникновение и перемещение внутри человеческих клеток нанотрубок и определить, может ли воздействие наноматериалов вызвать смерть клетки.

До сих не было альтернативного способа измерить токсичность наноматериалов, поскольку существующие методы наблюдения не могут отличить углеродные наноматериалы от богатых углеродом клеточных структур. Чтобы решить эту проблему, доктор Александра Портер из Кембриджского университета и ее коллеги использовали два типа микроскопии - трансмиссионную электронную микроскопию TEM и конфокальную микроскопию.

Таким образом, ученым удалось зафиксировать именно искусственно созданные нанотрубки, попавшие внутрь макрофагов человека, - важного звена иммунной системы организма. Исследователям удалось наблюдать, как нанотрубки входят в цитоплазму, некоторые клеточные органеллы и клеточное ядро.Ученые выбрали макрофаги, потому что они являются первой линией защиты против инородных материалов в тканях организма, включая ткани легких.

Оказалось, что клетки с различным содержанием нанотрубок имели разную жизнеспособность. Клетки были заражены нанотрубками в концентрации от 0 до 10 микрограмм на миллиметр. Результаты показали, что клетки, даже пораженные самыми высокими концентрациями нанотрубок, были все еще относительно здоровы спустя два дня после заражения. Между контрольными клетками и зараженными не наблюдалось принципиальных различий. Но через 4 дня клетки, зараженные даже низкими концентрациями нанотрубок, погибали.

Спустя два дня нанотрубки поглощались лизосомами - органеллами, разлагающими инородные частицы в организме. Не справившись с наноматериалами, лизосомы выпускали их, и через четыре дня нанотрубки проникали через цитоплазму в клеточное ядро. Доктор Портер так комментирует явление: «Взаимодействие нанотрубок с внутриклеточными белками, органеллами и особенно ДНК заметно увеличивает токсичный потенциал наноматериалов».

Обстоятельный разговор о нанотехнологиях ждет читателей в ближайших номерах.

Рустам Шукуров