(Phys.org) - Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) forneceram evidências em laboratório de que os nanotubos de carbono de parede única (SWCNTs) podem ajudar a proteger as moléculas de DNA contra danos por oxidação. Na natureza, a oxidação é um processo químico comum em que um produto químico reativo remove elétrons do DNA e pode aumentar a chance de mutações nas células. Mais estudos são necessários para verificar se o efeito protetor in vitro dos nanotubos relatado em laboratório também ocorre in vivo, isso é, dentro de um organismo vivo.

"Nossas descobertas não nos dizem se os nanotubos de carbono são bons ou ruins para as pessoas e o meio ambiente, "diz Elijah Petersen, um dos autores do estudo. "Contudo, os resultados nos ajudam a entender melhor os mecanismos pelos quais os nanotubos podem interagir com as biomoléculas. "

Nanotubos de carbono de parede única - minúsculas hastes ocas que são folhas de grafeno com a espessura de um átomo enroladas em cilindros 10, 000 vezes menor em diâmetro do que um fio de cabelo humano - são valorizados por sua óptica extraordinária, mecânico, propriedades térmicas e eletrônicas. Eles estão sendo usados ​​para produzir materiais leves e extremamente fortes, aprimorar os recursos de dispositivos, como sensores, e fornecer um novo meio de distribuição de drogas com grande especificidade. Contudo, à medida que os nanotubos de carbono se tornam cada vez mais incorporados em produtos médicos e de consumo, a preocupação do público com seu potencial ambiental, os riscos de saúde e segurança (EHS) aumentaram. Determinar cientificamente o nível de risco associado aos nanotubos de carbono tem sido um desafio, com diferentes estudos mostrando resultados conflitantes sobre a toxicidade celular. Um dos componentes que faltam nesses estudos é a compreensão do que acontece fisicamente no nível molecular.

Em um artigo recente, Os pesquisadores do NIST investigaram o impacto da ultrassonicação em uma solução de fragmentos de DNA conhecidos como oligômeros na presença e ausência de nanotubos de carbono. A ultrassonicação é uma técnica de laboratório padrão que usa ondas sonoras de alta frequência para misturar soluções, quebrar células abertas ou pastas de processo. O processo pode quebrar as moléculas de água em agentes altamente reativos, como radicais hidroxila e peróxido de hidrogênio, que são semelhantes aos produtos químicos oxidativos que comumente ameaçam o DNA de células de mamíferos, embora os níveis experimentais de sonicação sejam muito maiores do que aqueles encontrados naturalmente dentro das células. "Em nosso experimento, estávamos procurando ver se os nanotubos aumentavam ou impediam o dano oxidativo ao DNA, "Petersen diz.

Ao contrário da expectativa de que os nanotubos de carbono danificarão as biomoléculas com que entram em contato, os pesquisadores descobriram que os níveis gerais de danos ao DNA acumulados foram significativamente reduzidos nas soluções com nanotubos presentes. "Isso sugere que os nanotubos podem fornecer um efeito protetor contra o dano oxidativo ao DNA, "Petersen diz.

Uma possível explicação para o resultado surpreendente, Petersen diz, é que os nanotubos de carbono podem atuar como necrófagos, ligando as espécies oxidativas em solução e impedindo-as de interagir com o DNA. “Também vimos uma diminuição no dano ao DNA quando fizemos ultrassonografia na presença de dimetilsulfóxido (DMSO), um composto químico conhecido por ser um eliminador de radical hidroxila, "Petersen diz.

Petersen diz que um terceiro experimento onde a ultrassonicação foi realizada na presença de DMSO e SWCNTs ao mesmo tempo produziu um efeito aditivo, reduzindo os níveis de dano ao DNA mais significativamente do que qualquer tratamento sozinho.