В исследовании по оценке токсичности квантовых точек для организма приматов установлено, что эти крошечные кристаллы безопасны, по крайней мере, в течение одного года – обнадеживающий результат для врачей и ученых, ищущих новые методы борьбы с такими болезнями, как рак. Эта работа – ответ на озабоченность медиков возможной опасностью квантовых точек для здоровья человека.

В нескольких исследованиях была показана токсичность квантовых точек для клеточных культур, но ее не наблюдалось в экспериментах на мелких животных. Таким образом, между результатами, полученными in vitro и in vivo, существует значительное расхождение.

Исследование, результаты которого опубликованы он-лайн в журнале Nature Nanotechnology, скорее всего, является первым в области оценки безопасности квантовых точек для животных, близких к человеку.

Квантовые точки – мельчайшие люминесцентные кристаллы, ярко светящиеся различными цветами. Ученые-медики присматриваются к этим кристаллам для использования в хирургии с визуальным сопровождением, фотоактивируемой терапии и высокочувствительных диагностических тестах. Квантовые точки селенида кадмия – одни из наиболее изученных, и, как представляется, эти нанокристаллы имеют перспективы использования не только в медицине, но и как компоненты солнечных батарей, квантовых компьютеров, светоизлучающих диодов.

«Это первое исследование токсичности квантовых точек, в котором в качестве животных моделей для in vivo экспериментов используются приматы», – говорит соавтор статьи профессор химии и медицины Университета Буффало Парас Прасад (Paras Prasad), PhD, исполнительный директор Института лазеров, фотоники и биофотоники (Institute for Lasers, Photonics and Biophotonics) UB. «До сих пор такие токсикологические исследования проводились только на мышах и крысах, но люди очень сильно отличаются от мышей. Необходимы дополнительные исследования на животных моделях более близких к человеку».

Кластеры квантовых точек (ТЭМ).
Каждый кластер заключен в отдельную капсулу
со средним размером около 50 нанометров.
(Фото: University at Buffalo)

В ходе исследования ученые установили, что четыре макаки-резус оставались здоровыми в течение 90 дней после введения им квантовых точек селенида кадмия, инкапсулированных в фосфолипидные мицеллы. Показатели крови и другие биохимические маркеры оставались у этих животных в обычном диапазоне; гистологически не было обнаружено никаких аномалий и в основных органах; обезьяны не теряли веса. У двух обезьян, наблюдение за которыми велось в течение еще одного года, также не было отмечено признаков каких-либо заболеваний.

Однако накопление потенциально токсичного кадмия по-прежнему вызывает серьезную озабоченность: через 90 дней после введения большая его часть все еще оставалась в печени, селезенке и почках животных. Чтобы определить долгосрочные эффекты нанокристаллов на организм приматов, необходимы дальнейшие исследования.

По мнению ученых, в связи с опасностью накопления этого токсичного элемента, лучшими вариантами применения квантовых точек селенида кадмия в медицине могут быть те, в которых кристаллы используются в ограниченном количестве. К таким областям относится, например, сопровождаемая визуализацией хирургия, в которой для выявления опухоли или других областей-мишеней достаточно одной дозы нанокристаллов.

На снимке вверху: В ультрафиолетовом свете раствор квантовых точек селенида кадмия светится оранжевым. Это свечение создает основу для их использования в биовизуализации. (Фото: University at Buffalo)

Статья A pilot study in non-human primates shows no adverse response to intravenous injection of quantum dots