تجزیه نانولوله‌های کربنی توسط آنزیم‌های بدن انسان

گروهی از محققان سوئدی و آمریکایی برای اولین بار نشان
داده‌اند که می‌توان نانولوله‌های کربنی را با استفاده از آنزیمی به‌نام
myeloperoxidase یا MPO که در گلبول‌های سفید خون وجود دارد، تجزیه کرد.
این یافته که در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است، بر خلاف
باورهای قبلی مبنی بر این است که نانولوله‌های کربنی در بدن یا طبیعت تجزیه
نمی‌شوند. محققان امیدوارند این درک جدید از نحوه تبدیل نانولوله‌های کربنی
به آب و دی‌اکسیدکربن برای علم پزشکی مفید باشد.

بنت فدیل استادیار دانشگاه پزشکی Karolinska Institutet در سوئد می‌گوید:
«مطالعات قبلی نشان داده‌اند که می‌توان از نانولوله‌های کربنی برای رساندن
داروها یا مواد دیگر به سلول‌های بدن انسان بهره برد. مشکل این بود که
محققان نمی‌دانستند چگونه باید تجزیه این نانوساختارها را کنترل کرده و از
ایجاد مسمومیت‌ها و آسیب‌های ناخواسته بافتی جلوگیری کنند. حال مطالعات ما
نشان می‌دهد چگونه می‌توان این مواد را به صورت زیستی به ترکیبات بی‌خطر
تجزیه کرد».

نانولوله‌های کربنی موادی متشکل از یک لایه منفرد از اتم‌های کربن هستند که
پیچیده و به شکل لوله‌هایی با قطر چند نانومتر و طول متغیر بین ده‌ها
نانومتر تا چند میکرومتر درآمده‌اند. این مواد سبک‌تر و محکم‌تر از فولاد
بوده و رسانایی الکتریکی و حرارتی فوق‌العاده‌ای دارند. نانولوله‌های کربنی
در مقیاس صنعتی و بیشتر برای کاربردهای مهندسی و کمی هم برای استفاده در
محصولات مصرفی تولید می‌شوند.

این مواد زمانی به‌عنوان مواد مقاوم زیستی شناخته می‌شدند که نه درون بدن و
نه در طبیعت تجزیه نمی‌شوند. در سال‌های اخیر تحقیقات نشان داده‌اند که
حیوانات آزمایشگاهی که از طریق تنفس و یا تزریق درون حفره شکمی در معرض این
مواد قرار می‌گیرند، دچار التهاب‌های شدید می‌شوند. این امر و تغییرات
بافتی (fibrosis)) که در اثر قرار گرفتن در معرض این مواد ایجاد می‌شوند،
منجر به تخریب عملکرد ریه‌ها و حتی ایجاد سرطان می‌شود. به‌عنوان مثال یکی
دو سال پیش دانشمندانی که روی این حوزه تحقیق می‌کردند، هشدار دادند که
نانولوله‌های کربنی بسیار شبیه الیاف آزبست هستند. آزبست یک ماده مقاوم
زیستی دیگر است که انسان می‌تواند مدت‌های طولانی پس از قرار گرفتن در تماس
با آن، مبتلا به سرطان ریه (mesothelioma)) شود.

حال این مطالعه پیشرفت بزرگی در حوزه فناوری نانو و نانوسم شناسی به شمار
می‌رود، زیرا به‌روشنی نشان می‌دهد که MPO می‌تواند نانولوله‌های کربنی را
تجزیه کند. این آنزیم در نوع خاصی از گلبول‌های سفید به نام neutrophils
تولید می‌شود که از آن برای خنثی کردن باکتری‌های مضر بهره می‌برد. این
پژوهشگران همچنین نشان دادند که نانولوله‌های‌کربنی تجزیه شده توسط این
آنزیم، دیگر موجب ایجاد التهاب در موش نمی‌شوند.