​​Ученые Томского политехнического университета исследовали на токсичность фуллеренолы — водорастворимые производные фуллеренов. Сейчас эти вещества находятся на пике изучения и, благодаря своим уникальным свойствам, представляют интерес для фармакологической промышленности, медицины, металлургии, косметологии и других отраслей. 

Их еще называют «ловушками» для свободных радикалов. Однако в научных кругах окончательно не решен вопрос о токсичности фуллеренов и их производных для живых организмов.  Политехники провели ряд тестов, результаты которых показали, что в небольших концентрациях фуллеренолы демонстрируют антиоксидантную активность и не вредны для живых клеток, но при повышении концентрации начинают оказывать токсическое действие.

Фуллерены — это необычный класс молекул, представляющих собой одну из форм существования углерода (другие формы — алмаз, карбин и графит).

Самый простой из фуллеренов содержит 60 атомов углерода и по своей структуре напоминает футбольный мяч: его поверхность образована чередующимися пяти- и шестиугольниками, причем размер этого «мяча» составляет всего один нанометр. Такая структура делает молекулу удобной для «транспортировки» биологически активных веществ. Еще одна особенность фуллеренов — они участвуют в реакциях, но при этом сами не расходуются.

«Важное свойство фуллеренов и их производных, в частности фуллеренолов, — это антиоксидантная активность, они заставляют свободные радикалы рекомбинировать. У гидратированного фуллерена она во много раз превышает действие известных антиоксидантов, таких как витамины Е и С, каротиноиды, флавоноиды и другие. Причем гидратированный фуллерен не подавляет естественного уровня свободных радикалов в организме, а становится активным лишь в условиях повышения их концентрации. И чем больше образуется свободных радикалов в организме, тем активнее гидратированный фуллерен их нейтрализует. Свои исследования мы проводим именно на водорастворимых фуллеренолах», — говорит доцент кафедры химической технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов ТПУ Анна Сачкова.

Для тестирования фуллеренолов политехники воспользовались биологическим методом — изучили влияние этих веществ на биолюминесцентные бактерии и ферменты, выделенные из них. Известно, что биолюминесценция — это способность некоторых живых организмов светиться благодаря наличию особого фермента — люциферазы. В свою очередь токсичные вещества подавляют интенсивность свечения бактерий.

«Мы использовали и биолюминесцентные бактерии, и систему, основанную на ферментах, выделенных из этих бактерий в качестве тест-объектов. В основе этих методов лежит изменение интенсивности свечения после воздействия потенциально токсичных веществ. Данные биологические тесты дают количественную меру токсичности, часто превосходят известные биотесты по простоте, быстродействию, чувствительности к токсичным соединениям. Как все биотесты, они позволяют осуществлять интегральную оценку токсичности любого числа токсикантов в растворе. Они хороши своей экспрессностью, воспроизводимостью результатов, высокой чувствительностью, более того, они дают интегральный показатель — показывает токсично или не токсично вещество, а если токсично, то на​сколько», — поясняет Анна Сачкова.

Задачей ученых было выяснить — при каких концентрациях фуллеренолы токсичны для живых организмов, а при каких обладают антиоксидантной активностью.

«Исследование показало, что они начинают оказывать токсическое действие при концентрациях свыше 0,01 г/л-1. Но в меньших концентрациях они демонстрировали антиоксидантные свойства — повышали интенсивность биолюминесценции, скорее всего, снижая  концентрацию токсичных веществ, присутствующих в растворе»,— отмечает ученый.

И добавляет: «в перспективе мы бы хотели поработать с медиками и рассмотреть фуллеренолы с точки зрения их воздействия на раковые клетки. Согласно литературным данным фуллеренолыв способны замедлять их рост».

Результаты исследования опубликованы в журнале Photochemistry and Photobiology (IF 2,008; Q3).

Похожие новости

  • 02/01/2017

    Главные научные события 2016 года: секвенирование экзома, перепрограммирование клеток и трансфер технологий

    Редакция STRF.ru выяснила у представителей российского сектора исследований и разработок, что они считают главным научным событием 2016 года, каких наиболее значимых результатов они и их научные коллективы достигли в уходящем году, а также каковы их планы на 2017-й.
    1269
  • 01/07/2016

    Томские ученые создают аппарат для гемодиализа размером с наручные часы

    ​Исследователи Томского государственного университета научились изменять свойства цеолитов и планируют в течение года создать новый материал для гемодиализного портативного устройства. Возможно, уже через два года у пациентов появится возможность делать процедуру в домашних условиях и путешествовать.
    1627
  • 10/02/2018

    В ТПУ создают новый вид топлива из отходов

    Научный коллектив Томского политехнического университета изучает возможности использования промышленных и бытовых отходов для создания новых видов композиционных топлив. Проект поддержан стипендией Президента РФ на 2018-2020 годы.
    286
  • 24/05/2018

    В ТПУ изучают соединения серы для астрохимии и астробиологии

    ​Фундаментальные свойства молекул соединений серы — их структуру и внутреннюю динамику — изучают ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии и Украины. Совместный проект коллектива поддержан фондом немецкого автомобильного концерна «Фольксваген».
    109
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    1338
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    1139
  • 11/04/2017

    Томские ученые в ЦЕРНе сузили зону поиска частицы-посредника между видимой и невидимой Вселенной

    ​Ученым Физико-технического института Томского политехнического университета и их коллегам из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) за год удалось примерно на 25% сузить зону поиска темного фотона — частицы-посредника между видимым миром и темной материей — невидимой частью нашей Вселенной, влияющей на движение звезд и галактик.
    665
  • 19/08/2016

    В МИСиС разработали супермагнит для реализации проектов в Арктике и в космосе

    ​Ученые Национального технологического исследовательского университета МИСиС разработал супермагнит, который сохраняет свои свойства при экстремальных условиях и может использоваться, как в Арктике, так и в космосе.
    866
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    140
  • 14/12/2017

    Томские ученые создадут центр анализа данных адронного коллайдера

    ​Ученые Томского государственного университета получат грант, предназначенный для создания центра мирового класса по анализу данных Большого адронного коллайдера. Ожидается, что томские ученые создадут кластер для анализа данных на базе суперкомпьютера СКИФ Cyberia.
    265