كتب قضية سامة

التسمم الخلوي للأنابيب النانوية الكربونية الوظيفية

أظهرت الأبحاث والدراسات أن الأنابيب النانوية الكربونية الوظيفية لا تتسب في التسمم الخلوي وتحتجز وظيفية الخلايا المناعية الأساسية. تم تجهيز نوعين من الأنابيب النانوية الكربونية الوظيفية، على أثر الإضافة الحلقية (cycloaddition) ثنائية القطب 1,3 (الأنابيب النانوية الكربونية الوظيفية 1 و2) ومعالجة الأكسدة / التوسط (oxidation/amidation) (الأنابيب النانوية الكربونية 3 و 4) على التوالي. ونلاحظ أن كلا نوعي الأنابيب النانوية الكربونية قد تم امتصاصهما بواسطة الخلايا اللمفية (B) و(T) بالإضافة إلى الممرضات الموجودة في المعمل، وذلك بدون التأثير على حيوية الخلية. نتيجةً لذلك، فإن وظيفية الخلايا المختلفة تم تحليلها بدقةٍ. وقد وُجِدَ أن الأنبوب النانوي الكربوني 1، والذي يتسم بأنه شديد الذوبان في الماء، لم يؤثر على النشاط الوظيفي للخلايا التنظيمية المناعية. في حين، احتجز الأنبوب النانوي الكربوني الوظيفي 3، والذي بدلاً عن ذلك يتسم بأنه أقل قدرةٍ على الذوبان ويشكل أساساً معلقات تذوب في الماء، وظيفية الخلايا الليمفية أثناء عملية إثارة إفراز البلاعم (macrophage) للسيتوكينات الالتهابية. ومن الأمور التي يجب ملاحظتها من هذه الدراسة أن أنواعاً مختلفةً من الأنابيب النانوية الكربونية الموظفة مع الليبيدات تتسم بأنها تذوب في الماء، مما يجعل الحركة عبر الجسم البشري أسرع، كما أنها تقلل من مخاطر عرقلة مسارات العضو البشري الحيوية، ومن ثم تجعلها أكثر جاذبيةٍ كآلياتٍ ناقلةٍ لتوصيل الدواء.

التسمم الخلوي المعملي

خضع التسمم المعملي للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار ومتعددة الجدران في الخلايا السرطانية الرئوية والنجمية البشرية للدراسة والاستقصاء كذلك. حيث تم إجراء تلك الدراسة لتحديد الخصائص الفيزيائية الكيميائية للأنابيب النانوية أحادية الجدار، الأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران والأنابيب النانوية متعددة الجدران الوظيفية (MW-COOH و MW-NH2)، بالإضافة إلى إجرائها كذلك لتقييم تسممها الخلوي في الخلايا البشرية النجمية داخل الدماغ (خلايا D384) وسرطان الرئة (خلايا A549)، وذلك باستخدام تحليل MTT وصباغ يوديد الكالسين/ بروبيديوم (calcein/propidium iodide (PI) staining). وقد تم تحديد خصائص كلٍ من الأنابيب النانوية المعدلة والمستقبلة باستخدام بعض الوسائل كالتحليل الحراري (TGA)، مطيافية الأشعة تحت الحمراء (infrared spectroscopy) ومجهر القوة الذرية وذلك لفحص درجة وظيفيتها. حيث تعرضت الخلايا لموادٍ نانويةٍ (0.1–100 µg/ml) لمدة 24، 48 و72 ساعةً في المتوسط محتويةً على 10% FCS. وفي خلايا D384 أوضحت نتائج تحليل MTT تسمماً خلوياً عالياً (بنسبة 50%) للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار بعد مرور 24 ساعةً من التعرض الفعلي عند 0.1 µg/ml، بدون أي مزيدٍ من التغيرات عند التركيزات الأعلى أو فترات الحضانة الأطول. ونلاحظ أنه في كل النقاط الوقتية تناقص تمثيل MTT الغذائي بمسبة 50% لكل المركبات الأخرى عند 10 µg/ml وبدون اي مفاقمة (exacerbation) عند الجرعة الأعلى. هذا وقد تم الحصول على نفس النتائج مع خلايا A549.في حين لم تؤكد صباغ يوديد الكالسين/ بروبيديوم بيانات تسمم خلوي MTT سواءً في خلايا D384 أو A549. كما أن حيوية هذه الخلايا لم تتأثر بأي أنبوبٍ نانويٍ عند أي تركيزٍ أو لأي فترة تعرضٍ، وذلك مع توقع ضبطٍ عالٍ للسيليكا. وقد اقترحت النتائج الحاجة إلى الفحص الدقيق لتأثيرات التسمم للأنابيب النانوية الكربونية بوسائلٍ الاختبارات المتعددة بهدف التحايل على المشكلة المحتملة للنتائج الصناعية بسبب واجهة التفاعل المواد النانوية مع دلالات الصباغ المستخدمة.

التسمم الخلوي للأنابيب النانوية أحادية الجدار ومتعددة الجدران

تم دراسة واستقصاء التسمم الخلوي على خلايا البلعمية السنخية الصحية المكتسب من خنازير غينيا البالغة للأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار، الأنابيب النانوية متعددة الجدران (ذات الأقطار التي يتراوح مداها من 10 إلى 20 نانومتراً، أنابيب نانوية متعددة الجدران 10)، والفوليرين (C60) لأغراض المقارنة. حيث لوحظ وجود تسممٍ خلويٍ عميقٍ للأنابيب النانوية أحادية الجدار في خلايا البلعمية السنخية (AM) بعد التعرض لمدة 6 ساعاتٍ في المختبر (إن فيترو). كما تزايدت نسبة التسمم الخلوي لترتفع إلى حدٍ أن تصبح بنسبة ~ 35% عندما تزايدت جرعة الأنابيب النانوية أحادية الجدار بمقدار 11.30 2 cm/µg. في حين لم يلاحظ وجود أي تسمم دالٍ للـ C60 حتى مع ارتفاع الجرعة إلى 226.00 2 cm/µg. وهنا يبدو أن التسمم الخلوي تتبع بوضوحٍ ترتيباً متسلسلاً على أساس الكم:

:الأنابيب النانوية أحادية الجدار (SWNT) > الأنابيب النانوية متعددة الجدران 10 (MWNT10) > كوارتز > C60.

وقد أضعفت الأنابيب النانوية أحادية الجدار بصورةٍ دالةٍ من بلعمة AM في حالة الجرعة المنخفضة والتي تُقَدَّرُ بـ 0.38 2 cm/µg، في حين تسببت الأنابيب النانوية متعددة الجدران 10 و C60 في الإصابة في حالة الجرعة الأعلى والتي تُقَدَّرُ بـ 3.06 2 cm/µg. كما أظهرت البلاعم (macrophages) التي تعرضت للأنابيب النانوية وأحادية الجدار ومتعددة الجدران 10 عند 3.06 2 cm/µg سماتٍ خاصةٍ تتعلق بالتنكرز necrosis والتفسخ (degeneration). هذا وقد تواجدت إشارةٌ لموت الخلية الدماغية. وقد اختتمت الدراسة معلقةً أن المواد النانوية الكربونية ذات التراكيب الهندسية المختلفة تستعرض ظواهر تسمم خلويٍ وكذلك حيويةٍ مختلفةٍ تماماً في المختبر، على الرغم من احتمالية عدم انعكاسها في التسمم المقارن في الطبيعة.