Эксперименты на мышах показали, что некоторые типы нанотрубок способствуют развитию рака легких и других органов в не меньшей степени, чем асбестовая пыль и кремнезем, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
"Главное, что нужно понимать, что не все типы нановолокон являются опасными для здоровья. Как мы надеемся, производители нанотрубок примут во внимание наше исследование и начнут производить и создавать те волокна, которые были бы изначально безопасны для человека", — заявила Марион Макфарлейн (Marion MacFarlane) из Научно-медицинского совета Великобритании.
Как рассказывают ученые, медики достаточно давно знают, что мелкая пыль из кремнезема и некоторые виды наночастиц очень хорошо проникают в ткани легких, вызывают воспаление и даже приводят к учащению случаев развития рака. К примеру, жители городов, где добывается асбест, заметно чаще страдают от рака, чем обитатели остальных мегаполисов, из-за большого содержания в воздухе наночастиц силикатов и других кремниевых минералов.
Причиной этого, как недавно выяснили российские физики и биологи, является то, что подобные наночастицы вбирают и накапливают в себе большие количества атомов кислорода, и выбрасывают их при попадании в организм. Это приводит к рождению множества агрессивных молекул, повреждающих ДНК и вызывающих мутации.
Аналогичным образом, как обнаружили Макфарлейн и ее коллеги, ведут себя длинные углеродные нанотрубки, попадающие в ткани легких человека или животных и вызывающие необычную цепочку реакций, которая ведет к "отключению" генов, связанных с подавлением развития опухолей.
Ученые пришли к такому выводу, наблюдая на протяжении нескольких месяцев за изменениями в состоянии здоровья нескольких десятков мышей, в чьи легкие ученые периодически вводили небольшие количества нанотрубок и асбестовых волокон, эквивалентные тому, как много их попадает в организм человека в экологически грязных уголках Земли.
Как показали эти опыты, нанотрубки, отличавшиеся большой длиной и высокой прочностью, крайне негативно влияли на здоровье плевральной ткани легких – они вызывали в ней воспаления, в результате чего иммунные клетки начинали атаковать легкие и уничтожать их клетки.
Этот процесс в конечном итоге приводил к тому, что в части клеток плевры "отключался" особый участок ДНК, CDKN2A, который содержал в себе два гена, p16 и p19, отвечавшие за запуск процедуры "самоуничтожения" клетки при критической повреждении ее ДНК. Когда это происходило, в легких мышей почти мгновенно возникал рак, мезотелиома, и грызуны быстро погибали.
Что интересно, скорость развития рака и манера его появления была идентичной и для асбеста, и для нанотрубок. Попадания даже небольшого количества этих наночастиц, чья масса составляла всего 2,5 микрограмма, было достаточно для того, чтобы рак появился у примерно 20% мышей через год после начала эксперимента.
Другие типы нанотрубок и асбестовых волокон, как отмечают исследователи, не вызывали воспалений и не ускоряли развитие рака. Это говорит о том, что подобных негативных эффектов можно избежать, сделав нанотрубки или более "съедобными" для организма, или отказавшись от производства их длинных вариантов. В любом случае, производство опасных нанотрубок и асбеста, по мнению ученых, нужно прекратить уже сегодня.