Wil je media-aandacht trekken door de toxiciteit van een nanomateriaal te bestuderen? Gebruik dan grafeen en bestudeer menselijk sperma. Er zijn al verschillende studies die deze weg zijn ingeslagen. De nieuwe studie gepubliceerd in Scientific Reports geeft aan dat concentraties tussen 1 en 25 μg/ml de levensvatbaarheid van sperma niet aantasten.
Laten we het begrijpen
Het nieuwe werk, dat misschien op zoek is naar een Ig Nobelprijs, maakt gebruik van sperma om de cytotoxiciteit te bestuderen omdat dit bij mensen de gemakkelijkste weg is. Eerdere studies in diermodellen (intraveneuze toediening aan muizen van doses tot 1 mg/ml) tonen schade door oxidatieve stress aan DNA en celmembraan, accumulatie in de testes, waardoor ontstekingen, knobbeltjes en laesies ontstaan, en verminderde beweeglijkheid van het sperma.
In het nieuwe werk worden twee gefunctionaliseerde op koolstof gebaseerde nanomaterialen bestudeerd die zijn voorgesteld voor biomedische toepassingen. Het gaat om koolstofnanobuizen met een carboxylgroep (CNT-COOH) en gereduceerd grafeenoxide (rGO).
Het artikel is Waseem Asghar, Hadi Shafiee, ...,Utkan Demirci, "Toxicology Study of Single-walled Carbon Nanotubes and Reduced Graphene Oxide in Human Sperm," Scientific Reports 6: 30270 (19 aug 2016). Lees hier
Koolstof Nanobuizen
Koolstofnanobuizen en grafeen zijn onoplosbaar in water, dus worden ze gefunctionaliseerd om hun oplosbaarheid en binding aan bepaalde geneesmiddelen te verbeteren. Enkellaagse koolstofnanobuizen worden meestal gefunctionaliseerd met een carboxylgroep (SWCNT-COOH). Om éénlagige grafeenvellen te functionaliseren wordt grafeenoxide gebruikt, dat gedeeltelijk wordt gereduceerd om de elektrische geleiding ervan te verbeteren, waardoor het zogenaamde RGO ontstaat.
De levensvatbaarheid van menselijke spermatozoën in cultuur met verschillende concentraties SWCNT-COOH of RGO werd gekwantificeerd na 30 minuten en na 3 uur. Bij doses onder 25 μg/ml worden geen effecten op de levensvatbaarheid van het sperma waargenomen.
Slotopmerking
Er worden tekenen van mogelijke oxidatieve stress waargenomen, die in grotere hoeveelheden en gedurende langere periodes dan de bestudeerde negatieve effecten op de mannelijke vruchtbaarheid zouden kunnen hebben. Daarom dringen de auteurs van de studie aan op toekomstige analyses van de effecten van deze nanomaterialen op spermatozoa.