Углеродные нанотрубки успешно прошли первое испытание in vivo
Впервые в истории исследований ученые из Университета Райса и Онкологического центра им. М. Д. Андерсона определили, что углеродные нанотрубки, введенные напрямую в кровоток лабораторных животных, не вызывают немедленных побочных эффектов для здоровья и циркулируют более часа, прежде чем выводятся печенью.
Результаты получены в ходе первого исследования на животных (in vivo) с использованием химически немодифицированных углеродных нанотрубок — революционного наноматериала, который, как надеются исследователи, окажется полезным для диагностики и лечения заболеваний. Исследование будет опубликовано в онлайн-выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences на этой неделе.
«Мы взяли образцы тканей из дюжины органов и обнаружили значительное количество нанотрубок только в печени», — сказал ведущий автор Брюс Вайсман, профессор химии. «Печень естественным образом удаляет лекарства или соединения из крови, поэтому это именно то, что мы ожидали найти».
Исследование, которое отслеживало распределение нанотрубок в течение 24 часов после инъекции, также выявило следовые количества нанотрубок в почках — еще одном распространенном пути выведения лекарств. Не было обнаружено свидетельств того, что нанотрубки оставались в других тканях организма.
Нанотрубки — это полые цилиндры из чистого углерода диаметром всего один нанометр, что примерно равно ширине нити ДНК. Они обладают уникальными химическими и оптическими свойствами, что вызывает большой интерес у биомедицинских исследователей.
«Первые результаты обнадеживают для всех, кто заинтересован в использовании углеродных нанотрубок в биомедицинских приложениях», — сказал соавтор доктор Стивен Керли, профессор хирургической онкологии. «Мы особенно рады, что флуоресцентный эффект сохраняется в нашем применении, потому что это упрощает отслеживание нанотрубок и открывает путь к новым диагностическим и терапевтическим подходам».
В новаторском исследовании 2002 года Вайсман и его коллеги из Райса, включая покойного профессора Ричарда Смолли, обнаружили, что нанотрубки флуоресцируют, то есть излучают свет в ближнем инфракрасном диапазоне. Поскольку ближний инфракрасный свет безвредно проникает в тело, исследователи стремятся использовать углеродные нанотрубки для неинвазивной диагностики и лечения таких заболеваний, как рак и атеросклероз.
В текущем исследовании Вайсман, Керли и коллеги вводили лабораторным животным водорастворимые однослойные углеродные нанотрубки. Нанотрубки, чье биосовместимое покрытие было вытеснено белками крови, продолжали флуоресцировать в организме животных.
Исследователи использовали эту флуоресценцию для отслеживания нанотрубок в крови и их визуализации в тканях под микроскопом.
Перед своей кончиной в 2005 году от лимфомы Ричард Смолли инициировал несколько последующих проектов. В одном из них исследователи работают над методами, позволяющими нанотрубкам циркулировать дольше после инъекции, чтобы их можно было точнее нацеливать на конкретные органы. В другом — они отслеживают долгосрочное поведение и эффекты нанотрубок у лабораторных животных.