(Phys.org)—I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno fornito prove in laboratorio che i nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) possono aiutare a proteggere le molecole di DNA dai danni causati dall'ossidazione. In natura, l'ossidazione è un processo chimico comune in cui una sostanza chimica reattiva rimuove gli elettroni dal DNA e può aumentare la possibilità di mutazioni nelle cellule. Sono necessari ulteriori studi per vedere se l'effetto protettivo in vitro dei nanotubi riportato in laboratorio si verifica anche in vivo, questo è, all'interno di un organismo vivente.

"I nostri risultati non ci dicono se i nanotubi di carbonio sono buoni o cattivi per le persone e l'ambiente, "dice Elia Petersen, uno degli autori dello studio. "Però, i risultati ci aiutano a comprendere meglio i meccanismi con cui i nanotubi potrebbero interagire con le biomolecole".

Nanotubi di carbonio a parete singola:minuscole barre cave che sono fogli di grafene dello spessore di un atomo arrotolati in cilindri 10, 000 volte più piccolo di diametro di un capello umano, sono apprezzati per la loro straordinaria ottica, meccanico, proprietà termiche ed elettroniche. Vengono utilizzati per produrre materiali leggeri ed estremamente resistenti, migliorare le capacità di dispositivi come sensori, e fornire un nuovo mezzo per fornire farmaci con grande specificità. Però, poiché i nanotubi di carbonio vengono sempre più incorporati nei prodotti di consumo e medici, la preoccupazione del pubblico per il loro potenziale ambientale, i rischi per la salute e la sicurezza (EHS) sono cresciuti. Determinare scientificamente il livello di rischio associato ai nanotubi di carbonio è stato impegnativo, con diversi studi che mostrano risultati contrastanti sulla tossicità cellulare. Una delle componenti carenti in questi studi è la comprensione di ciò che accade fisicamente a livello molecolare.

In un recente documento, I ricercatori del NIST hanno studiato l'impatto dell'ultrasonicazione su una soluzione di frammenti di DNA noti come oligomeri in presenza e assenza di nanotubi di carbonio. L'ultrasonicazione è una tecnica di laboratorio standard che utilizza onde sonore ad alta frequenza per mescolare soluzioni, rompere le celle aperte o elaborare i fanghi. Il processo può rompere le molecole d'acqua in agenti altamente reattivi come i radicali idrossilici e il perossido di idrogeno che sono simili alle sostanze chimiche ossidanti che comunemente minacciano il DNA delle cellule di mammifero, sebbene i livelli sperimentali della sonicazione siano molto maggiori di quelli trovati naturalmente all'interno delle cellule. "Nel nostro esperimento, stavamo cercando di vedere se i nanotubi aumentavano o scoraggiavano il danno ossidativo al DNA, "dice Petersen.

Contrariamente all'aspettativa che i nanotubi di carbonio danneggino le biomolecole con cui entrano in contatto, i ricercatori hanno scoperto che i livelli complessivi di danno al DNA accumulato erano significativamente ridotti nelle soluzioni con i nanotubi presenti. "Questo suggerisce che i nanotubi possono fornire un effetto protettivo contro il danno ossidativo al DNA, "dice Petersen.

Una possibile spiegazione per il sorprendente risultato, Petersen dice, è che i nanotubi di carbonio possono agire come spazzini, legando le specie ossidanti in soluzione e impedendo loro di interagire con il DNA. "Abbiamo anche visto una diminuzione del danno al DNA quando abbiamo fatto l'ultrasuono in presenza di dimetilsolfossido (DMSO), un composto chimico noto per essere uno scavenger di radicali idrossilici, "dice Petersen.

Petersen afferma che un terzo esperimento in cui è stata eseguita l'ultrasonicazione in presenza di DMSO e SWCNT allo stesso tempo ha prodotto un effetto additivo, riducendo i livelli di danno al DNA in modo più significativo rispetto a entrambi i trattamenti da soli.