Вуглецеві нанотрубки довжиною понад 15 мікрон, які використовуються при виробництві композитних матеріалів, володіють такою ж канцерогенністю, як азбест, з'ясували вчені з Великобританії. При потраплянні в дихальні шляхи нанотрубки, як і волокна азбесту, викликають хронічне запалення і з часом можуть сприяти розвитку злоякісної пухлини сполучної оболонки легенів за схожим молекулярним механізмом, що включає придушення функції пухлинних супресорів. Дослідження опубліковано в журналі.
Азбест - природний волокнистий мінерал на основі кремнію, який раніше широко використовувався в промисловості, в тому числі як будівельний матеріал. В останні роки в розвинених країнах від нього почали відмовлятися через високу токсичність. Хронічне вдихання азбестового пилу виявилося причиною злоякісного розростання сполучної оболонки легенів (плеври) - мезотеліоми. Дослідження показують, що у працівників азбестових рудників частота виникнення мезотеліоми досягає 15 відсотків, причому інкубаційний період захворювання може становити десятки років.
Вчені з токсикологічного відділення Ради з медичних досліджень Великобританії показали, що до розвитку мезотеліоми за аналогічним з азбестом механізмом призводить потрапляння в легкі довгих вуглецевих нанотрубок. Вуглецеві нанотрубки з різними параметрами в даний час використовуються в промисловості при виробництві композитних матеріалів, а також в мікроелектроніці і навіть в медицині.
Дослідники порівняли вплив довгих (довжиною понад 15 мікрон) і коротких азбестових волокон, а також довгих і коротких вуглецевих нанотрубок, на сполучні оболонки у мишей. Частинки вводили мишам у дихальні шляхи в різних концентраціях, що відповідають гострому впливу або слабкому, але тривалому. Термін введення становив від тижня до 20 місяців. Протягом експерименту, а також 20 місяців після нього автори роботи оцінювали зміни в легеневій оболонці, куди з легень переміщуються нерозкладані в організмі частинки.
Вчені показали, що присутність довгих азбестових волокон і довгих нанотрубок призводила з часом до розвитку хронічного запалення, окислювального пошкодження ДНК, і активації про-онкогенних сигнальних шляхів в клітинах оболонки. Наприкінці спостереження в різних групах від 10 до 25 відсотків мишей страждали від мезотеліоми, що відповідає рівню захворюваності серед людей.
Виявилося, що на молекулярному рівні до розвитку мезотеліоми призводить придушення експресії гена в результаті гіперметилювання його регуляторної ділянки. У деяких випадках спостерігалися навіть делеції в області цього генетичного локуса, що призводять до втрати функції гена. Ген кодує білок p16, який регулює клітинний цикл і є важливим пухлинним супресором, тобто білком, функції якого запобігають неконтрольованому клітинному поділу. Втрата клітинами плеври білка p16 спостерігалася як при руйнуванні оболонки частинками азбесту, так і довгими вуглецевими нанотрубками. При цьому короткі нанотрубки не викликали змін плеври, мабуть завдяки своєчасній утилізації малих частинок клітинами імунітету.
Відкриття молекулярного механізму, що лежить в основі розвитку мезотеліоми, дозволить оцінювати стан легенів і плеври за відповідними біомаркерами у людей з групи ризику - головним чином, працівників шкідливих виробництв.
Вчені підкреслюють, що їх висновки відносяться не до всіх типів вуглецевих нанотрубок, і їх головне завдання - привернути увагу виробників і регуляторів, щоб вони могли вибирати більш безпечні варіанти наноматеріалів. Разом з тим, на заводах, що виробляють наноматеріали, вже вживаються відповідні заходи безпеки.
Раніше ми розповідали, що рідкий пластик для 3D-друку виявився отруйним для риб.