Toxizität von Graphen bei menschlichem Sperma
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Möchten Sie die Aufmerksamkeit der Medien auf sich ziehen, indem Sie die Toxizität eines Nanomaterials untersuchen? Dann verwenden Sie Graphen und untersuchen Sie menschliche Spermien.
[2016] Es gibt bereits mehrere Studien, die diesen Weg beschritten haben. Die neue, in Scientific Reports veröffentlichte Studie zeigt, dass Konzentrationen zwischen 1 und 25 μg/ml die Lebensfähigkeit der Spermien nicht beeinträchtigen. Die neue Arbeit, die möglicherweise einen Ig-Nobelpreis anstrebt, verwendet Sperma, um die Zytotoxizität zu untersuchen, weil dies beim Menschen der einfachste Weg ist.
Frühere Studien in Tiermodellen (intravenöse Verabreichung an Mäuse in Dosen bis zu 1 mg/ml) zeigen, dass oxidativer Stress die DNA und die Zellmembran schädigt, sich in den Hoden anreichert und dort Entzündungen, Knötchen und Läsionen sowie eine verminderte Spermienmotilität verursacht. Die neue Arbeit untersucht zwei funktionalisierte Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis, die für biomedizinische Anwendungen vorgeschlagen wurden. Insbesondere Kohlenstoff-Nanoröhren mit einer Carboxylgruppe (CNT-COOH) und reduziertes Graphenoxid (rGO).
Der Artikel lautet: 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), doi: 10.1038/srep30270.
Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen sind unlöslich in Wasser, daher werden sie funktionalisiert, um ihre Löslichkeit und Bindung an bestimmte Medikamente zu verbessern. Einlagige Kohlenstoff-Nanoröhren werden üblicherweise mit einer Carboxylgruppe funktionalisiert (SWCNT-COOH). Um einlagige Graphenblätter zu funktionalisieren, wird Graphenoxid verwendet, das zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit teilweise reduziert wird, wodurch das sogenannte RGO entsteht.
Die Lebensfähigkeit menschlicher Spermatozoen in Kultur mit verschiedenen Konzentrationen von SWCNT-COOH oder RGO wurde nach 30 Minuten und nach 3 Stunden quantifiziert. Bei Dosen unter 25 μg/ml werden keine Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit der Spermien beobachtet.
Es werden jedoch Anzeichen eines möglichen oxidativen Stresses beobachtet, der in höheren Mengen und über längere Zeiträume als die untersuchten negative Auswirkungen auf die männliche Fruchtbarkeit haben könnte. Aus diesem Grund fordern die Autoren der Studie zukünftige Analysen der Auswirkungen dieser Nanomaterialien auf Spermien.
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