Нанозолото лишает мужчин потомства

Российские ученые предупреждает о риске биологической катастрофы, которую могут спровоцировать наноматериалы. Согласно исследованию группы биологов, наночастицы, используемые для лечения рака и других болезней, попутно вызывают бесплодие. Такие результаты принесли несколько исследований, выполненных группой ученых биологического факультета МГУ, Института биологии развития имени Кольцова, Института физической химии и электрохимии имени Фрумкина РАН и Института молекулярной биологии имени Энгельгардта.

Ученые экспериментировали с микроскопическими частичками золота — размером 2,5 нм — вводили их в клетки предварительно умерщвленных мышей. Это так называемые опыты in virto, когда экспериментируют не с целым организмом, а с клетками, находящимися в питательной среде. Результаты получились тревожные, научное заключение звучит так: «наночастицы золота обладают четко выраженным сперматотоксическим эффектом: при всех выбранных условиях эксперимента эти наночастицы нарушали процесс деконденсации ядер в зрелых эпидидимальных спермиях мышей».

— Мы увидели, что наночастицы подавляют процессы, которые очень важны для момента оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки, — переводит с научного языка на обывательский один из авторов исследования, биолог Сабир Захидов. — Если говорить грубо и образно, озолоченные сперматозоиды — плохие любовники. Когда наночастицы золота попадают в ядра мужских половых клеток, то делают их неспособными для участия в процессе оплодотворения.

Это происходит из-за того, что, проникнув в ядро клетки, наночастицы далее могут взаимодействовать с молекулой ДНК, блокируя ее функции. Клетка не может избавиться от металлической наночастицы, и ее смерть становится лишь вопросом времени.

Результаты исследования выглядят особенно актуальными в свете демографического кризиса в Европе и России.

— По статистике в Европе у мужчин количество сперматозоидов снизилось примерно на 50% по сравнению с тем, что было лет 40 назад. Не думаю, что наша статистика отличается сильно от этих данных. Становится больше стерильных пар, и в 40–50% случаев это связано с мужским бесплодием, — говорит Захидов.

Тем временем наночастицы золота начинают все чаще и активнее применять в медицине. Именно на их использовании базируются некоторые новые методы диагностики  патогенных и генетических заболеваний, а также радиотерапии злокачественных опухолей. Ученые говорят, что за использованием наночастиц в медицине — будущее.

Но контролировать распространение наноматериала в организме медики пока не научились, и к тому же организмы людей тоже пока не приспособились к посторонним частицам. По словам исследователей, блокировка процесса воспроизводства — лишь одно из возможных последствий воздействия наночастиц на организм.

— Опыты показали, что частицы легко проникают через поры клеточных мембран, двигаются внутри клетки по непредсказуемой траектории, влияют при этом на ферменты белков, подавляя их активность, либо стимулируя несвойственные им функции, — говорит Захидов.

Ученый объясняет, что нанотоксикология — это новая область знаний, и пока «фундаментальная наука здесь идет вслепую». Он предрекает, что «нанокорпускулярный мутагенез» вскоре станет таким же изучаемым и известным направлением в биологии, как радиационный мутагенез и химический. Пока научные работы в этом направлении можно пересчитать по пальцам одной руки.

Многие ученые разделяют опасения Захидова, связанные с неконтролируемым распространением наночастиц.

— Мы производили аналогичные эксперименты, но на живых мышах (опыт in virto нужно с большой осторожностью экстраполировать на живые организмы) и выяснили, что генотоксический эффект действительно существует — причем не только на наночастицах золота, но и серебра, — говорит доктор химических наук, руководитель группы нанохимии, главный научный сотрудник НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН Елена Егорова.

По ее словам, действие наночастиц на разные биологические объекты зависит от метода получения организмом этих наночастиц, а также от их размера и формы. То есть не всякие наночастицы золота, полученные любым методом и любой формы, будут производить эффект стерилизации. Но пока процессы досконально не изучены, риск остаться без потомства вполне реален. Новая создаваемая в НИИ лаборатория как раз будет изучать безопасность использования наночастиц в медицине. Пока не проведены опыты, Егорова предлагает относиться к этим материалам с осторожностью.

Виталий Швец, известный специалист по биотехнологиям, заведующим кафедрой биотехнологии Московской государственной академии тонкой химической технологии имени Ломоносова, просит не сгущать краски в отношении рисков, которые могут нести наночастицы. По его мнению, повода для большого беспокойства нет, но исследовать влияние наночастиц на организм действительно нужно всесторонне.

— По поводу применения наночастиц в медицине сейчас действительно много разговоров, но часто это оказывается не так страшно, как пытаются показать, — объясняет свою точку зрения профессор.

При этом исследователи обращают внимание и на положительные стороны процессов, которые они обнаружили. Если научиться управлять ими, то можно найти и медицинское, и бытовое применение. Например, сперматотоксический эффект может стать средством контрацепции для мужчин. Кроме того, прицельная доставка наночастиц к нужным клеткам может стать новым способом лечения злокачественных опухолей — в раковых клетках наночастицы будут способны подавлять их деление и препятствовать развитию опухоли.