Токсичность немодифицированных и функционализированных фуллеренов: механизмы повреждения клеток и роль окислительного стресса

Фуллерен C(60), благодаря физико-химическим свойствам его сферической каркасной молекулы, состоящей исключительно из атомов углерода, способен как нейтрализовать активные формы кислорода, так и генерировать их. Это уникальное двойное свойство может найти применение в биомедицине, однако низкая растворимость C(60) в воде затрудняет изучение его поведения в биологических системах. Перевести C(60) в водную среду можно путем экстракции растворителями, комплексообразования с поверхностно-активными веществами или полимерами либо длительного перемешивания; в результате получают суспензии немодифицированного фуллерена. Другой подход заключается в модификации ядра C(60) путем присоединения различных функциональных групп, что приводит к образованию водорастворимых производных фуллерена. Оценка токсичности препаратов C(60) имеет критическое значение для их применения в биомедицине в качестве цитопротекторных (антиоксидантных) и цитотоксических (противоопухолевых) средств, а также систем доставки лекарственных средств. Кроме того, широкое промышленное использование фуллеренов может иметь последствия для здоровья человека. Однако изменения физико-химических свойств, обусловленные различными способами солюбилизации C(60), существенно влияют на токсические эффекты препаратов фуллерена, что затрудняет оценку их потенциальной терапевтической и экологической токсичности. В этом обзоре подробно рассматривается токсичность фуллеренов in vitro и in vivo с акцентом на сравнении препаратов немодифицированного и функционализированного C(60), а также на механизмах их токсического действия на клетки и ткани млекопитающих.