Plămânii copiilor francezi indică prezenţa nanotuburilor de carbon

Cercetătorii relatează în revista EBioMedicine că celulele prelevate din căile respiratorii ale copiilor parizieni care suferă de astm sunt de acelaşi fel ca şi cele găsite în alte oraşe din S.U.A., în pânzele de păianjen în India şi în gheaţă.

Cercetătorii nu atribuie în niciun fel boala copiilor existenţei nanotuburilor, afirmă chimistul de la Universitatea Rice, Lon Wilson, autor al unui nou document care descrie studiul. Dar, aparenta omniprezenţă a nanotuburilor ar trebui să fie în centrul investigaţiilor viitoare, adaugă el.

"Ştim că nanoparticule de carbon se găsesc în natură", spune Wilson, menţionând că moleculele fullerene rotunde, precum cele descoperite la Universitatea Rice sunt de obicei produse de vulcani, incendii forestiere, precum şi prin arderea altor materiale de carbon. "De tot ce ai nevoie este un pic de cataliză pentru a face nanotuburi de carbon în loc de fullerene."

Potrivit lui Wilson, un convertor catalitic al unei maşini, care transformă monoxidul de carbon toxic în emisii mai sigure, este asemănător cu monoxidul de carbon de înaltă presiune, sau HiPco - procesul de a face nanotuburi de carbon. "Deci, nu este o mare surpriză, când te gândeşti la asta", adaugă Wilson.

Echipa condusă de Wilson, Fathi Moussa de la Universitatea din Paris-Saclay, şi autorul principal al studiului, Jelena Kolosnjaj-Tabi, absolventă a Universităţii Paris-Saclay - a analizat materia găsită în celulele macrofage alveolare (de asemenea, cunoscute sub numele de celule de praf) care ajută la oprirea corpurilor străine, precum particulele şi bacteriile, să intre în plămâni.

Cercetătorii arată că rezultatele lor "sugerează că oamenii sunt în mod curent expuşi" la nanotuburile de carbon. De asemenea, ei au sugerat că studiile anterioare, care leagă conţinutul de carbon al macrofagelor căilor respiratorii şi declinul funcţiei pulmonare ar trebui să fie reexaminate în lumina noilor descoperiri. Moussa confirmă că laboratorul său va continua să studieze impactul nanotuburilor create de om asupra sănătăţii.

Celulele au fost luate de la 69 de pacienţi cu astm selectaţi aleatoriu având vârste cuprinse între 2 şi 17 ani care au fost supuşi procedurii de bronhoscopie cu fibră optică, ca parte a tratamentului lor. Din motive etice, nu au fost analizate celule de la pacienţi sănătoşi, dar pentru că nanotuburile au fost găsite în toate probele, studiul a condus la concluzia că nanotuburile de carbon pot fi găsite la toată populaţia.

Similare cu azbestul?

Studiul notează, dar nu trage concluzii definitive, referitor la controversata propunere că nanotuburile de carbon pot acţiona ca azbestul, un agent cancerigen dovedit. Dar autorii au reamintit că "nanotuburile de carbon lungi şi agregate mari ale celor scurte, pot induce o reacţie granulomatoasă (inflamaţie)."

Studiul răspunde parţial problemei referitoare la ceea ce constituie materia neagră din interiorul macrofagelor alveolare, scopul original al studiului. Cercetătorii au descoperit nanotuburi cu un singur perete şi cu mai mulţi pereţi de carbon şi carbon amorf printre celule, precum şi în probele luate din ţevile de eşapament ale maşinilor din Paris şi praful din diferite clădiri din /şi în jurul oraşului.

"Concentraţiile de nanotuburi sunt atât de scăzute în aceste probe încât este greu de crezut că ar provoca astm, dar nu se ştie niciodată", afirmă Wilson. "Ceea ce m-a surprins cel mai mult a fost faptul că nanotuburile de carbon au constituit componenta majoră a poluării cu conţinut de cărbune găsite în probe."

Agregatele nanotuburilor găsite în celule au variat ca mărime de la 10 la 60 de nanometri în diametru şi până la câteva sute de nanometri în lungime, suficient de mici pentru ca microscoapele optice să nu fie în măsură să le identifice în probele recoltate de la foşti pacienţi. Noul studiu a folosit metode mai sofisticate, inclusiv microscopie electronică cu transmisie cu înaltă rezoluţie, spectroscopie cu raze X, spectroscopie Raman şi tehnici de microscopie de fluorescenţă pentru excitare în infraroşu pentru a le identifica în mod definitiv în celule şi în probele de mediu.

"Am colectat mostre din ţevile de eşapament ale automobilelor din Paris, precum şi de la intersecţiile aglomerate şi mai puţin aglomerate şi am constatat acelaşi tip de structuri ca şi în probele umane", spune Wilson.

"Este într-un fel ironic. În laboratorul nostru unde lucrăm cu nanotuburi de carbon, purtăm măşti pentru a preveni exact ceea ce vedem în aceste probe, dar la nivel global, toată lumea care merge pe străzi are, probabil, cel puţin o concentraţie mică de nanotuburi de carbon în plămâni", arată acesta.

Cercetătorii sugerează, de asemenea, că ariile cu suprafaţă mare de nanotuburi şi capacitatea lor de a adera la substanţe pot face nanotuburile purtători eficienţi pentru alţi poluanţi.

Aceste cercetări urmează unui studiu publicat de Rice and Baylor College of Medicine care a avut un scop similar de analiză a substanţei negre găsite în plămânii fumătorilor care au murit de emfizem pulmonar. Acest studiu a constatat prezenţa nanoparticulelor de negru de fum care au fost produsul arderii incomplete a materialelor organice precum tutunul.

Wilson, profesor de chimie la Rice, şi Moussa, profesor de chimie analitică la Universitatea din Paris-Saclay şi biolog la departamentul de biochimie al Hopitaux de Paris, sunt co-investigatorii principali al studiului.

Fundaţia Welch a sprijinit parţial cercetarea.

Acest articol a fost publicat iniţial de către Rice University. Republicat prin Futurity.org sub Creative Commons License 4.0