(Phys.org) - Des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont fourni des preuves en laboratoire que les nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNT) peuvent aider à protéger les molécules d'ADN des dommages causés par l'oxydation. Dans la nature, L'oxydation est un processus chimique courant dans lequel un produit chimique réactif élimine les électrons de l'ADN et peut augmenter le risque de mutations dans les cellules. D'autres études sont nécessaires pour voir si l'effet protecteur in vitro des nanotubes rapporté en laboratoire se produit également in vivo, C'est, au sein d'un organisme vivant.

"Nos résultats ne nous disent pas si les nanotubes de carbone sont bons ou mauvais pour l'homme et l'environnement, " dit Elijah Petersen, l'un des auteurs de l'étude. "Toutefois, les résultats nous aident à mieux comprendre les mécanismes par lesquels les nanotubes pourraient interagir avec les biomolécules."

Nanotubes de carbone à paroi simple - de minuscules tiges creuses qui sont des feuilles de graphène d'un atome d'épaisseur enroulées dans des cylindres 10, 000 fois plus petit de diamètre qu'un cheveu humain - sont appréciés pour leur extraordinaire optique, mécanique, propriétés thermiques et électroniques. Ils sont utilisés pour produire des matériaux légers et extrêmement résistants, améliorer les capacités des appareils tels que les capteurs, et fournir un nouveau moyen d'administrer des médicaments avec une grande spécificité. Cependant, à mesure que les nanotubes de carbone sont de plus en plus incorporés dans les produits de consommation et médicaux, l'inquiétude du public quant à leur potentiel environnemental, les risques pour la santé et la sécurité (EHS) ont augmenté. Déterminer scientifiquement le niveau de risque associé aux nanotubes de carbone a été difficile, avec différentes études montrant des résultats contradictoires sur la toxicité cellulaire. L'un des éléments manquant dans ces études est une compréhension de ce qui se passe physiquement au niveau moléculaire.

Dans un article récent, Des chercheurs du NIST ont étudié l'impact des ultrasons sur une solution de fragments d'ADN appelés oligomères en présence et en l'absence de nanotubes de carbone. Les ultrasons sont une technique de laboratoire standard qui utilise des ondes sonores à haute fréquence pour mélanger des solutions, casser les cellules ouvertes ou traiter les boues. Le processus peut briser les molécules d'eau en agents hautement réactifs tels que les radicaux hydroxyles et le peroxyde d'hydrogène qui sont similaires aux produits chimiques oxydants qui menacent couramment l'ADN cellulaire des mammifères, bien que les niveaux expérimentaux de sonication soient beaucoup plus élevés que ceux trouvés naturellement dans les cellules. « Dans notre expérience, nous cherchions à voir si les nanotubes augmentaient ou dissuadaient les dommages oxydatifs à l'ADN, " dit Petersen.

Contrairement à l'attente selon laquelle les nanotubes de carbone endommageront les biomolécules avec lesquelles ils entrent en contact, les chercheurs ont découvert que les niveaux globaux de dommages à l'ADN accumulés étaient considérablement réduits dans les solutions contenant des nanotubes. "Cela suggère que les nanotubes peuvent fournir un effet protecteur contre les dommages oxydatifs à l'ADN, " dit Petersen.

Une explication possible pour le résultat surprenant, Petersen dit, est que les nanotubes de carbone peuvent agir comme des piégeurs, lier les espèces oxydantes en solution et les empêcher d'interagir avec l'ADN. "Nous avons également constaté une diminution des dommages à l'ADN lorsque nous avons fait des ultrasons en présence de diméthylsulfoxyde (DMSO), un composé chimique connu pour être un piégeur de radicaux hydroxyles, " dit Petersen.

Petersen dit qu'une troisième expérience où l'ultrasonication a été réalisée en présence de DMSO et de SWCNT en même temps a produit un effet additif, réduisant les niveaux de dommages à l'ADN de manière plus significative que l'un ou l'autre traitement seul.