Недостаток знаний в правилах игры в наномире не повод откладывать на потом развитие прорывного направления
Как и у всякого революционного начинания, у нанотехнологий есть «обратная сторона медали». Предугадать поведение рукотворных сверхмалых частиц, обладающих аномально высокой химической активностью и феноменальной проникающей способностью, бывает порой чрезвычайно сложно. Тем более не всегда легко контролировать их поведение. Часто они «гуляют сами по себе» — устремляются не только по названному адресу, но и нахально лезут туда, куда их не просят, кардинально изменяют свойства многих материалов, и в то же время дают весьма сомнительные эффекты, на которые никто не рассчитывает, а потому могут представлять серьезную опасность для человека и окружающей среды.
И все же, считают ученые, естественный для первых шагов в неизведанное недостаток знаний о правилах игры в наномире не повод для того, чтобы откладывать на потом развитие прорывного направления. Просто каждый новый вид ультрамелких частиц, прежде чем использовать их в промышленных технологиях, следует тщательно проверить на способность взаимодействовать с клетками живых организмов. Именно такую цель и поставили перед собой ученые Института биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси, создающие в рамках государственной научно-технической программы тест-систему для определения токсичности наночастиц техногенного происхождения.
— Пока мы создаем только инструмент для тестирования, а потому из великого множества наноразмерных частиц в качестве модельных используем лишь углеродные нанотрубки, — поясняет младший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии клетки Елена Жорник. – То есть мы предлагаем использование набора экспериментов, которые позволят затем специалистам служб санитарно-гигиенического контроля оперативно делать вывод о том, способны ли проверяемые наноматериалы проникать в клетки или нет, токсичны ли они или нейтральны. Выглядит это так: выделенные из крови человека лимфоциты обрабатываются ультратонкими частицами, после чего прослеживается проникновение чужеродного материала в клетки. Прежде всего выясняется способность его инициировать появление активных форм кислорода, которые затем могут запускать разрушительные реакции окисления, повреждающие мембраны, ДНК, РНК и другие биологические объекты. Происходят ли такие тревожные события на самом деле или же клетка благополучно переживает воздействие – хорошо видно на мониторе спектрофлуориметрических приборов. И хотя мы не ставили пока перед собой цели протестировать на пригодность к использованию конкретного материала, исследования все же показали, что углеродные нанотрубки, с которыми мы работаем, не так уж и безобидны. Выяснилось, что при определенной концентрации они способны оказывать заметные токсические эффекты и нарушать нормальное функционирование клеток.
Тест-система, работу над которой авторы планируют завершить через два года, будет гораздо более дешевой, оперативной и информативной, чем опыты на животных. Первое время ее использование, как считают исследователи, должно носить рекомендательный характер, но затем она будет сертифицирована и взята на вооружение отечественной медициной. Разумеется, к этому времени в стране должна быть принята и соответствующая законодательная база.
Пока, конечно, разрабатываемая белорусскими биофизиками технология проверки безопасности суперактивных наночастиц в республике едва ли будет широко востребована, так как наша промышленность их еще не использует. Например, Институт тепло- и массообмена Национальной академии наук Беларуси, создавший уникальные технологии и установки по выпуску нанотрубок и производящий наноматериалы на собственной производственной базе, вынужден искать покупателей этой продукции преимущественно за рубежом. Попытки же заинтересовать принципиально новыми материалами белорусские промышленные предприятия заканчиваются пока, как правило, ничем, так как рынок их не подталкивает к столь серьезному обновлению.
Но во многих научно-исследовательских институтах страны с наноматериалами ученые активно работают, и вот тут-то новинка могла бы быть использована в первую очередь. Ведь, по сути, не зная о свойствах синтезируемых материалов и не обладая достаточно глубокими знаниями в области клеточной биологии, разработчики промышленных технологий беспечно ставят опыты в первую очередь сами на себе.
И, кстати, проблема полного отсутствия «нанобоязни» характерна не только для белорусской науки. Как свидетельствует зарубежная научная периодика, подавляющее большинство ученых, имеющих дело с ультратонкими частицами, не принимают никаких мер предосторожности, не знают, чем грозит им такое легкомысленное поведение и с помощью каких методов можно проверить безопасность материала, с которым ведется работа в лаборатории. Более того, на разработку эффективных механизмов контроля и минимизацию рисков многие вполне продвинутые в нанотехнологиях страны и транснациональные структуры, увлеченные конкурентной борьбой, выделяют крайне мало ассигнований – доли процента от общих затрат на такие программы.
Поэтому, считают специалисты, у белорусской тест-системы есть серьезный шанс быть востребованной не только отечественной наукой, но и зарубежными исследовательскими центрами, предприятиями наноиндустрии. Они вполне могут позволить себе такую роскошь – купить готовую технологию проверки ультратонких наноматериалов.
