Ett team av svenska och amerikanska forskare har för första gången visat att kolnanorör kan brytas ned av ett enzym - myeloperoxidas (MPO) - som finns i vita blodkroppar. Deras upptäckter presenteras i Naturnanoteknik och motsäga det man tidigare trodde, att kolnanorör inte bryts ner i kroppen eller i naturen. Forskarna hoppas att denna nya förståelse för hur MPO omvandlar kolnanorör till vatten och koldioxid kan ha betydelse för medicinen.
"Tidigare studier har visat att kolnanorör kan användas för att introducera läkemedel eller andra ämnen i mänskliga celler, säger Bengt Fadeel, docent vid Karolinska Institutet. "Problemet har varit att inte veta hur man kontrollerar nedbrytningen av nanorör, som kan orsaka oönskad toxicitet och vävnadsskada. Vår studie visar nu hur de biologiskt kan brytas ner i ofarliga komponenter. "
Kolnanorör är ett material som består av ett enda lager kolatomer som rullas in i ett rör med en diameter på endast ett par nanometer (1 nanometer =1 miljarddels meter) och en längd som kan sträcka sig från tiotals nanometer upp till flera mikrometer . Kolnanorör är lättare och starkare än stål, och har exceptionella värmeledande och elektriska egenskaper. De tillverkas i industriell skala, främst för tekniska ändamål men också för vissa konsumentprodukter.
Kolnanorör ansågs en gång vara biopersistenta genom att de inte gick sönder i kroppsvävnad eller i naturen. Under de senaste åren har forskning har visat att laboratoriedjur som utsätts för kolnanorör via inandning eller genom injektion i bukhålan utvecklar svår inflammation. Detta och vävnadsförändringarna (fibros) som exponering orsakar leder till nedsatt lungfunktion och kanske till och med cancer. Till exempel, för ett eller två år sedan, alarmerande rapporter från andra forskare föreslog att kolnanorör liknar mycket asbestfibrer, som själva är biopersistenta och som kan orsaka lungcancer (mesoteliom) hos människor en betydande tid efter exponering.
Denna aktuella studie representerar således ett genombrott inom nanoteknik och nanotoxikologi, eftersom det tydligt visar att endogent MPO kan bryta ner kolnanorör. Detta enzym uttrycks i vissa typer av vita blodkroppar (neutrofiler), som använder den för att neutralisera skadliga bakterier. Nu, dock, forskarna har funnit att enzymet också fungerar på kolnanorör, bryta ner dem i vatten och koldioxid. Forskarna visade också att kolnanorör som har bryts ned av MPO inte längre ger upphov till inflammation hos möss.
"Det betyder att det kan finnas ett sätt att göra kolnanorör ofarliga, till exempel vid en olycka i en produktionsanläggning, "säger Dr Fadeel." Men resultaten är också relevanta för framtida användning av kolnanorör för medicinska ändamål. "
