Токсичность нанотрубок зависит от метода тестирования

Исследования показывают, что оценка токсичности углеродных нанотрубок для клеток существенно зависит от выбранных лабораторных тестов.

Углеродные нанотрубки — это трубки шириной в нанометры (миллиардные доли метра). Они обладают исключительной прочностью (до 100 раз прочнее стали при шестикратно меньшем весе) и уникальными электронными свойствами.

Однако существуют опасения относительно их потенциальной токсичности для человека и окружающей среды. Исследования на мышах и крысах показали, что при вдыхании нанотрубки могут вызывать воспалительные процессы в тканях. Результаты же тестов in vitro противоречивы: одни указывают на высокую токсичность, другие — на её отсутствие.

Противоречивые результаты тестов in vitro

Токсикологи из Исследовательского центра Карлсруэ (Германия) изучили влияние одностенных углеродных нанотрубок на клетки человеческих лёгких in vitro.

• Тест с использованием нерастворимой в воде соли MTT, оценивающий функцию митохондрий, показал токсичность на уровне ~50%.
• Аналогичный тест с водорастворимой солью WST не выявил токсичности.
• Другие методы (соли INT, краситель TMRE, антитело Annexin-V) также не показали токсического воздействия на клетки.

Причина расхождений

Исследователи обнаружили, что MTT способствует образованию кристаллов на поверхности нанотрубок, что приводит к ложным результатам. Эти данные были опубликованы в журнале Nano Letters (авторы: Йорг Вёрле-Книрш, Харальд Круг, Карин Пульскамп).

Необходимость новых стандартов

Токсиколог Нэнси Монтейру-Ривери из Университета Северной Каролины подтвердила схожие результаты в своих работах. Учёные подчёркивают, что оценка токсичности наноматериалов должна:

1. Использовать две или более независимые тестовые системы.
2. Определять, какие тесты могут служить надёжными стандартами.

Объяснение расхождения с опытами на животных

Токсиколог Кен Дональдсон отметил, что обычно данные in vitro подтверждают результаты на животных. Расхождение в случае нанотрубок может объясняться тем, что в лёгких они слипаются и блокируют воздушные пространства, механически воздействуя на орган, но не на отдельные клетки в чашке Петри. Он также предложил проверять не только прямое повреждение клеток, но и их стимуляцию к выбросу воспалительных молекул, таких как цитокины.