Uhlíkové nanomateriály

Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á (ed.) UHLÍKOVÉ NANOMATERIÁLY
Zdeněk Fiala
D ahomí a Holmanno á
edi oři
UHLÍKOVÉ
NANOMATERIÁLY
KAROLINUM
Kniha se zabý á biomedicínským yuži ím uhlíko ých nanoma e iálů
(CNM) a hodnocením jejich po enciálního zd a o ního izika. Je
ozdělena na čás eo e ickou, e k e é byly suma izo ány dos upné
in o mace o biomedicínském yuži í uhlíko ých nanoma e iálů, jejich
oxikokine ice, biologických in e akcích a po enciální nebezpečnos i
( oxici ě), a na čás p ak ickou, k e ou oří ýsledky au o ského
kolek i u z oblas i es o ání nebezpečnos i nanočás ic. Po enciální
nebezpečnos nanočás ic zah nuje oxici u espi ační, ka dio askulá ní,
gas oin es inální, kožní, oční, ep odukční a ý ojo ou i hepa o oxici u,
neu o oxici u, imuno oxici u, geno oxici u a oxici u ůči močo ému
ús ojí. Jsou u popsány ýsledky ýzkumů Ús a u lékařské biologie
a gene iky, Ús a u his ologie a emb yologie, Ús a u lékařské bio yziky,
Ús a u klinické ale gologie a imunologie a Ús a u p e en i ního lékařs í
(p aco iš ě Lékařské akul y H adci K álo é a Fakul ní nemocnice
H adec K álo é). V příloze je předs a en soubo op imalizo aných
me odik p o es o ání cy o oxici y, geno oxici y a imuno oxici y
nanočás ic.
Biomedicínské aplikace a oxici a
Uhliko e nanoma e ialy_obalka_h b 13 mm.indd 1Uhliko e nanoma e ialy_obalka_h b 13 mm.indd 1 15.01.2025 10:4315.01.2025 10:43
Uhlíko é nanoma e iály
Biomedicínské aplikace a oxici a
Zdeněk Fiala
D ahomí a Holmanno á
edi oři
Recenzo ali:
p o . MUD . Jiří Kassa, CSc. (Ka ed a oxikologie a ojenské a macie,
Vojenská lékařská akul a Uni e zi y ob any)
p o . MUD . Milan Tuček, CSc. (Ús a hygieny a epidemiologie,
1. lékařská akul a Uni e zi y Ka lo y a Všeobecná akul ní nemocnice P aze)
Ta o publikace byla přip a ena oce 2023 ná aznos i na ýs upy
p ojek u NANOBIO (Posilo ání meziobo o é spolup áce e ýzkumu
nanoma e iálů a při s udiu jejich účinků na ži é o ganismy,
eg. č.: CZ.02.1.01/0.0/0.0/17_048/0007421, s inanční podpo ou EFRR).
Vydání publikace bylo inančně podpořeno z p og amu Uni e zi y Ka lo y
„Coope a io“, ědní oblas i HEAS (Zd a o nické ědy, Heal h Sciences).
Vydala Uni e zi a Ka lo a
Naklada els í Ka olinum
P aha 2025
Redakce Jakub F áňa
Sazba DTP Naklada els í Ka olinum
Vydání p ní
This wo k is licensed unde a C ea i e Commons A ibu ion 4.0
In e na ional License (CC BY 4.0), which pe mi s un es ic ed use,
dis ibu ion, and ep oduc ion in any medium, p o ided he o iginal
au ho and sou ce a e c edi ed.
© Uni e zi a Ka lo a, 2025
© Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á e al., 2025
ISBN 978-80-246-5954-1
ISBN 978-80-246-5984-8 (pd )
h ps://doi.o g/10.14712/9788024659848
Uni e zi a Ka lo a
Naklada els í Ka olinum
www.ka olinum.cz
[email p o ec ed]
Au o ský kolek i
Edi oři:
Zdeněk Fiala a D ahomí a Holmanno á (Ús a p e en i ního lékařs í, Uni e zi a Ka lo a,
Lékařská akul a H adci K álo é)
Au oři:
Zdeněk Fiala (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
D ahomí a Holmanno á (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
Te eza Š adláko á (Ús a klinické imunologie a ale gologie, Lékařská akul a H adci K álo é
a Fakul ní nemocnice H adec K álo é)
Michaela Hanzlo á (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
C i ad And ýs (Ús a klinické imunologie a ale gologie, Lékařská akul a H adci K álo é
a Fakul ní nemocnice H adec K álo é)
Hana Ba o o á (Ús a his ologie a emb yologie, Lékařská akul a H adci K álo é)
Aleš Bez ouk (Ús a lékařské bio yziky, Lékařská akul a H adci K álo é)
Lenka Bo ská (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
Pa el Bo ský (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
And ea Rybo á (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)
Dana Čížko á (Ús a his ologie a emb yologie, Lékařská akul a H adci K álo é)
Ma ina Koláčko á (Ús a klinické imunologie a ale gologie, Lékařská akul a H adci K álo é
a Fakul ní nemocnice H adec K álo é)
Vě a K álo á (Ús a lékařské biologie a gene iky, Lékařská akul a H adci K álo é)
Jan K ejsek (Ús a klinické imunologie a ale gologie, Lékařská akul a H adci K álo é
a Fakul ní nemocnice H adec K álo é)
Ja osla Mok ý (Ús a his ologie a emb yologie, Lékařská akul a H adci K álo é)
Rishikaysh Pisal (Ús a his ologie a emb yologie, Lékařská akul a H adci K álo é)
Emil Rudol (Ús a lékařské biologie a gene iky, Lékařská akul a H adci K álo é)
Ladisla a Sch ö e o á (Ús a lékařské biologie a gene iky, Lékařská akul a H adci K álo é)
Blanka Šes áko á (Ús a lékařské biologie a gene iky, Lékařská akul a H adci K álo é)
Jind a Šmejkalo á (Ús a p e en i ního lékařs í, Lékařská akul a H adci K álo é)

OBSAH
Předmlu a předsedy Společnos i hygieny a komuni ní medicíny ČLS JEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Předmlu a děkana Lékařské akul y H adci K álo é . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Předmlu a edi o ů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Ú od (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
TEORETICKÁ ČÁST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1. Biomedicínské yuži íuhlíko ýchnanoma e iálů (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . 23
1 .1 Diagnos ika s yuži ím nanočás ic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1 .2 Och ana p o i RTG záření . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1 .3 Léčba s yuži ím uhlíko ých nanočás ic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1 .4 S en y a biokompa ibilní uhlíko é nanoma e iály o opedii, ka diologii a s oma ologii . . . . . . . . . . . . . . 33
1 .5 Sca oldy, egene ační medicína . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1 .6 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1 .7 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2. Toxikokine ikaabiologickéin e akceuhlíko ýchnanoma e iálů
(Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2 .1 Fyzikálně-chemické las nos i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2 .2 Aplikační (expoziční) ces y a dis ibuce o ganismu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2 .3 P os up do in acelulá ního p os ředí a mechanismy buněčné oxici y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2 .4 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2 .5 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3. Respi ační oxici a(Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3 .3 P aco ní expozice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3 .4 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3 .5 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4. Ka dio askulá ní oxici a (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4 .3 P aco ní expozice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4 .4 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4 .5 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5. Gas oin es inální oxici aahepa o oxici a (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . 74
5 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5 .3 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5 .4 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6. Kožníaoční oxici a (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
6 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6 .3 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6 .4 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
7. Toxici a ůčimočo émuús ojí(Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
7 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
7 .3 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
7 .4 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
8. Neu o oxici a (Zdeněk Fiala, D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
8 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
8 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
8 .3 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
8 .4 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
9. Imuno oxici a(Te eza Š adláko á, C i ad And ýs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
9 .1 Rozpoznání CNM složkami imuni ního sys ému . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
9 .2 Záně . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
9 .3 Imunomodulace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
9 .4 Eliminace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9 .5 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
9 .6 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
10. Geno oxici a (And ea Rybo á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
10 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
10 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
10 .3 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
10 .4 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
11. Rep odukčnía ý ojo á oxici a (D ahomí a Holmanno á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11 .1 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
11 .2 In i o s udie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
11 .3 Vý ojo á oxici a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
11 .4 Zá ě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
11 .5 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
PRAKTICKÁ ČÁST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
12. Vli dlouhodobého ys a eníg a enuna iabili uamo ili uA549buněk
(Ús a biologie a gene iky) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
12 .1 Ú od . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
12 .2 Cíle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
12 .3 Ma e iál a me odika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
12 .4 Výsledky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
12 .5 Sh nu í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
12 .6 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
13. Cy o oxickýe ek g a enuzá islýnadá ceačasu pokusechin i o ain i o
(PAECbuňky,C57Bl/6myši)(Ús a his ologie a emb yologie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
13 .1 Ú od . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
13 .2 Cíle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
13 .3 Ma e iál a me odika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
13 .4 Výsledky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
13 .5 Sh nu í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
13 .6 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
14. Vli uhlíko ýchnanoma e iálůnaak i i uimuni níchbuněk(lidskéTHP-1,
lidskémonocy yzpe i e ník e)(Ús a klinické ale gologie a imunologie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14 .1 Ú od . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14 .2 Cíle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
14 .3 Ma e iál a me odika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
14 .4 Výsledky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
14 .5 Sh nu í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
14 .6 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
15. Geno oxickýpo enciálg a enu pokusechin i o (THP-1 buňky)
(Ús a p e en i ního lékařs í) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
15 .1 Ú od . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
15 .2 Cíle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
15 .3 Ma e iál a me odiky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
15 .4 Výsledky a diskuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
15 .5 Sh nu í . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
15 .6 Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
PŘÍLOHA: SOUBOR OPTIMALIZOVANÝCH METODIK PRO TESTOVÁNÍ
CYTOTOXICITY, GENOTOXICITY A IMUNOTOXICITY NANOČÁSTIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Me odikyÚs a ulékařskébiologieagene iky(Lékařská akul a H adciK álo é)
(Vě a K álo á, Emil Rudol , Ladisla a Sch ö e o á, Blanka Šes áko á) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Tes me abolické ak i i y alama Blue ( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Tes záchy u neu ální če eně (Neu al Red Up ake – NRU; es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Počí ání buněk pomocí ob azo ého cy ome u me odou ba ení jade DAPI ( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . 186
Dlouhodobé sledo ání buněčné p oli e ace pomocí kumulo aného poč u populačních zd ojení
( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
S ano ení PDL u linie no málních de málních ib oblas ů během ch onické expozice
g a eno ým nanočás icím . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Tes me abolické ak i i y WST-1 ( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Me odikyÚs a uhis ologieaemb yologie espolup ácisÚs a emlékařskébio yziky
(Lékařská akul a H adciK álo é)(Hana Ba o o á, Aleš Bez ouk, Dana Čížko á,
Ja osla Mok ý, Rishikaysh Pisal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
LDH es ( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
MTT es ( es cy o oxici y) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Geno á k an i ikace p os řednic ím RT-qPCR (Real- ime qPCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
xCELLigence (buněčná p oli e ace, adheze, iabili a, mo ologie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
His ologická analýza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
T ansmisní elek ono á mik oskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Li e a u a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
16
ÚVOD
Uhlík je jedním z nejběžnějších a nejdůleži ějších p ků našeho „ esmí ného p os o u“ . Je
základní složkou mak omolekul nepos ada elných p o ži o , jakými jsou p o einy, lipidy,
nukleo é kyseliny a sacha idy . Uhlík ykazuje jedinečné chemicko- yzikální las nos i, k e é
jsou dále umocňo ány u jeho nanoma e iálo ých o em .1,2
V sou islos i s uhlíkem i s ýzkumem, jehož ýsledky zde p ezen ujeme, po ažujeme za
hodné hned ú odu připomenou jeho alo opii, las nos něk e ých chemických p ků, k e-
á znamená schopnos daného p ku ysky o a se několika ůzných s uk u ních o mách,
jež mohou mí ý azně odlišné chemicko- yzikální las nos i .3 Nejznámějšími pří odními
alo opy k ys alického uhlíku jsou diaman y a g a i , amo ní uhlíko é alo opy předs a u-
je uhlí, dře ěné uhlí a lampo á če ň . Uhlíko é nanoma e iály (CNM) byly p ně popsány
osmdesá ých le ech d acá ého s ole í a e elmi k á ké době dokázaly y oři ši oké spek-
um uhlíko ých indi iduali zah nující amo ní uhlíko é nanočás ice (ul ajemné uhlíko é
čás ice, uhlíko é nanočás ice a uhlíko é ečky), uhlíko é nanoma e iály s hyb idizací sp2
( ulle eny, uhlíko é nano ubice, uhlíko é „nanoho ns“, g a eny a k an o é ečky g a enu)
a nanodiaman y .4,5
CNM jsou ořeny čis ým uhlíkem . Mají značnou s abili u, ysokou elek ickou a epel-
nou odi os , mimořádné mechanické las nos i a ysokou biokompa ibili u s nízkou oxici-
ou . Díky hyb idizaci sp2 jsou ysoce hyd o obní . Mezi nej ýznamnější CNM pa ří g a en,
oxid g a enu, eduko aný oxid g a enu, uhlíko é nano ubice, ulle eny, nanodiaman y a g a-
eno é k an o é ečky .6
G a en je d oj ozmě ný ma e iál, mono s a, kde jsou a omy uhlíku uspořádány e
oš ino é mřížko é s uk uře . G a en má ex émně elký po ch, ysokou s abili u a yso-
kou epelnou a elek ickou odi os . Je p užný, elas ický, ale zá o eň dý a odolný . Je
s uk u ní bází dalších uhlíko ých alo opů (g a enoidů), če ně „nano ingů“, jednos ěnných,
d ous ěnných a íces ěnných nano ubic, g a i u, uhlíko ých láken a g a ynu .7,8 Mezi klí-
čo é echnologie ý oby g a enu jsou řazeny chemická nebo plazmo á ex oliace su o ého
g a i u, mechanické š ěpení z pří odního g a i u, chemická depozice pa a epi axní ůs g a e-
nu na křemíko é ploše ka bidu křemíku . G a en je možné přip a i z de i á ů g a enu ces ou
ozpojo ání uhlíko ých nano ubic nebo odpařo áním ulle enu .9
Nejčas ěji použí ané de i á y g a enu, oxidg a enu(GO)a eduko anýGO( GO) lze
přip a i oxidací g a enu, espek i e edukcí GO . Jako oxidační činidla bý ají použí ána p o-
ono aná ozpouš ědla (kyselina dusičná, sí o á, os o ečná nebo jejich směsi) a manganis an
d aselný . P oces ede k na ázání ka boxylo ých, hyd oxylo ých a epoxido ých skupin na

17
po ch g a enu a k modi ikaci jeho las nos í . Příp a a GO zah nuje chemickou, epelnou
nebo o o epelnou edukci GO (ods anění kyslíko ých unkčních skupin) .10,11 Nicméně ani
in enzi ní edukční eakce neods aní šechny kyslíko é skupiny a nepře ede GO komple ně
na g a en . Hla ní unkční ozdíly mezi GO a GO jsou elek ické odi os i . GO ykazuje
nižší elek ickou odi os a nižší mechanickou pe nos e s o nání s GO či g a enem .11,12
Uhlíko énano ubice(CNT)jsou g a eno é lis y s inu é do álco ého a u . Jsou klasi-
iko ány na základě poč u s ěn (jednos ěnné, d ous ěnné nebo íces ěnné) . S ejně jako g a en
ykazují CNT ysokou elek ickou a epelnou odi os , pe nos a elas ici u a elký po ch,
k e ý lze snadno unkcionalizo a .13
Fulle eny(buckyballs) jsou řídou uhlíko ých alo opů kulo i ého nebo elipsoidního a-
u . Jejich elikos odpo ídá poč u uhlíků (například C60, C70 nebo C80) . Nejběžnější ulle e-
no á s uk u a C60 je molekula, k e á se skládá z 60 a omů uhlíku uspořádaných jako d ace
p a idelných šes iúhelníků a d anác p a idelných pě iúhelníků . Fulle eny jsou ozpus né
o ganických ozpouš ědlech (zejména C60 a C70) a jsou snadno unkcionalizo a elné .14
Fulle eny jsou sk ělé an ioxidan y a jejich an ioxidační kapaci u lze z ýši unkcionalizací
hyd oxylo ými skupinami .15,16
Mezi nejčas ější me ody syn ézy CNT jsou řazeny chemická depozice z plynné áze (CVD),
oblouko ý ýboj a pulzní lase o á ablace . CVD je p o áděna pomocí p eku zo o ých plynů
obsahujících uhlík, jako je například CO2 (oxid uhliči ý), C2H2 (ace ylen) nebo C2H4 (e hy-
len) . Teplo a při CVD se pohybuje kolem 350–1000 °C . Růs CNT o li ňuje řada pa ame ů,
mezi k e é pa ří eakční doba, eplo a, elikos čás ic ka alyzá o u nebo yp/ ychlos eakčního
plynu .13,17 Me oda oblouko ého ýboje umožňuje příp a u CNT a ulle enů . S ejnosmě né
napě í oblouku je apliko áno přes g a i o é elek ody ponořené do ine ního plynu (helia) . Na
ka odě znikají íces ěnné CNT, ulle eny se ukládají jako saze u ni ř komo y . Pulzní lase-
o á ablace g a i u předs a uje ychlou a le nou me odu příp a y, ne yžaduje použi í ka aly-
zá o u nebo akua a posky uje ysoce čis é p oduk y požado ané elikos i a mo ologie .17,18
Nanodiaman y se skládají z diaman o ého jád a (sp3 ázané a omy uhlíku) a amo ních
uhlíko ých s e (sp2 s y) pok ý ajících jád o . Nanodiaman y jsou chemicky ine ní,
mají ysokou dos , op ickou p ůhlednos a ysokou epelnou odi os . Po ch nanodia-
man ů je možné unkcionalizo a skupinami hyd oxylo ými, ka boxylo ými, e he o ými
a ka bonylo ými .19,20 Tak o unkcionalizo ané nanodiaman y ykazují značnou a ini u
k odě a k polá ním o ganickým ozpouš ědlům . V olejích a nepolá ních o ganických oz-
pouš ědlech y áří aglome á y .19,21
G a eno ék an o é ečky(GQD) jsou k azis é ické nanočás ice s pozo uhodnými o o-
chemickými a o oluminiscenčními las nos mi, k e é lze přip a i des ukcí ě ších uhlíko-
ých ma e iálů (g a eno ých nebo GO desek, uhlíko ých láken nebo CNT) . K des ukci lze
yuží hyd o e mální nebo sol o e mální p ocesy nebo silné mine ální kyseliny . GQD lze bez
dalších chemických úp a ozpouš ě e ě šině polá ních ozpouš ědel . V oz ocích ykazují,
e s o nání s jinými luo escenčními ba i y, elmi dob ou s abili u .22,23
Jak již bylo zmíněno předmlu ě, CNM našly k á ké době ši oké upla nění řadě
ý obních od ě í a dynamika jejich ý oje a ý oby má zes upnou endenci .24 Té o dyna-
mice šak neodpo ídá ú o eň našich ědomos í oblas i hodnocení jejich zd a o ních izik
p o člo ěka .25 Vedeni snahou o zlepšení s á ajícího s a u p o edli au oři knihy zhodnocení
dos upných údajů o oxikokine ice, biologických in e akcích, o mách oxici y a biomedicín-
ských aplikacích CNP, k e é doplnili nej ýznamnějšími expe imen álními ýsledky p ojek u
NanoBio .
18
LITERATURA
1 . Choudha y N, Hwang S, Choi W . Ca bon Nanoma e ials: A Re iew . In: Adhika i R, Ka P, Lee
S, Tiwa i N, eds . Handbook o Nanoma e ials P ope ies . Sp inge ; 2014:709–769 . doi:10 .1007/
978-3-642-31107-9_37 .
2 . Foj ík A, Kálal M, P nka T e al . NANO – Fascinující Fenomén Současnos i. COMTES FHT; 2014 .
ISBN: 978-80-260-7135-8 .
3 . Thomas S, Sa a hchand an C, Ilango an SA e al . Handbook o Ca bon-Based Nanoma e ials .
Else ie Inc .; 2021 . ISBN: 9780128219966 .
4 . Za zycki PK . Pu e and Func ionalized Ca bon-Based Nanoma e ials. CRC P ess; 2020 . ISBN:
9780367532147 .
5 . Pundi CS, Na ang J . In oduc ion o Ca bon Nanoma e ials. Ben ham Science Publishe s; 2018 .
ISBN: 978-1-68108-596-8 .
6 . Spe anza G . Ca bon Nanoma e ials: Syn hesis, Func ionaliza ion and Sensing Applica ions . Nano-
ma e . 2021;11(4):967 . doi:10 .3390/nano11040967 .
7 . Ki ko KE, Zhang Q . G aphene-Based Nanoma e ials: F om P oduc ion o In eg a ion wi h Mode n
Tools in Neu oscience . F on Sys Neu osci. 2019;13:26 . doi:10 .3389/FNSYS .2019 .00026 .
8 . Peng Q, Dea den AK, C ean J e al . New Ma e ials G aphyne, G aphdiyne, G aphone, and G apha-
ne: Re iew o P ope ies, Syn hesis, and Applica ion in Nano echnology . Nano echnol Sci Appl.
2014;7(2):1–29 . doi:10 .2147/NSA .S40324 .
9 . Mbayachi VB, Ndayi agije E, Sammani T e al . G aphene Syn hesis, Cha ac e iza ion and I s Appli-
ca ions: A Re iew . Resul s Chem. 2021;3:100163 . doi:10 .1016/j . echem .2021 .100163 .
10 . B isebois PP, Siaj M . Ha es ing G aphene Oxide – Yea s 1859 o 2019: A Re iew o I s S uc u-
e, Syn hesis, P ope ies and Ex olia ion . J Ma e Chem C. 2020;8(5):1517–1547 . doi:10 .1039/
c9 c03251g .
11 . Rhazouani A, Gam ani H, El Achaby M e al . Syn hesis and Toxici y o G aphene Oxide Nanopa -
icles: A Li e a u e Re iew o In Vi o and In Vi o S udies . Biomed Res In . 2021;2021(1):5518999 .
doi:10 .1155/2021/5518999 .
12 . Mo ales-To es S, Jiříčko á A, Janko ský O e al . Syn hesis and Applica ions o G aphene Oxide .
Ma e . 2022;15(3):920 . doi:10 .3390/MA15030920 .
13 . Ra hina el S, P iyadha shini K, Panda D . A Re iew on Ca bon Nano ube: An O e iew o Syn-
hesis, P ope ies, Func ionaliza ion, Cha ac e iza ion, and he Applica ion . Ma e Sci Eng B.
2021;268:115095 . doi:10 .1016/J .MSEB .2021 .115095 .
14 . Baska AV, Benziga MR, Talapaneni SN e al . Sel -Assembled Fulle ene Nanos uc u es: Syn hesis
and Applica ions . Ad Func Ma e . 2022;32(6):2106924 . doi:10 .1002/ADFM .202106924 .
15 . Mikhee IV, Soza uko a MM, Izmailo DY e al . An ioxidan Po en ial o Aqueous Dispe sions o
Fulle enes C60, C70, and Gd@C82 . In J Mol Sci. 2021;22(11):5838 . doi:10 .3390/IJMS22115838 .
16 . G ebowski J, Konopko A, K okosz A e al . An ioxidan Ac i i y o Highly Hyd oxyla ed Fulle e-
ne C60 and I s In e ac ions Wi h he Analogue o α-Tocophe ol . F ee Radic Biol Med. 2020;160:
734–744 . doi:10 .1016/J .FREERADBIOMED .2020 .08 .017 .
17 . Shouka R, Khan MI . Ca bon Nano ubes: A Re iew on P ope ies, Syn hesis Me hods and Appli-
ca ions in Mic o and Nano echnology . Mic osys Technol. 2021;27(12):4183–4192 . doi:10 .1007/
s00542-021-05211-6 .
18 . Ramazani A, Moghaddasi MA, Mashhadi Malekzadeh A e al . Indus ial O ien ed App oach on
Fulle ene P epa a ion Me hods . Ino g Chem Commun. 2021;125:108442 . doi:10 .1016/J .INOCHE
.2021 .108442 .
19 . Nunn N, To elli M, McGui e G e al . Nanodiamond: A High Impac Nanoma e ial . Cu Opin Solid
S a e Ma e Sci. 2017;21(1):1–9 . doi:10 .1016/J .COSSMS .2016 .06 .008 .
19
20 . Ba zega Ami i Olia M, Donnelly PS, Hollenbe g LCL, Mul aney P, Simpson DA . Ad ances in he
Su ace Func ionaliza ion o Nanodiamonds o Biological Applica ions: A Re iew . ACS Appl Nano
Ma e . 2021;4(10):9985–10005 . doi:10 .1021/ACSANM .1C02698/ASSET/IMAGES/MEDIUM
/AN1C02698_0021 .GIF .
21 . Qin JX, Yang XG, L CF e al . Nanodiamonds: Syn hesis, P ope ies, and Applica ions in Nanome-
dicine . Ma e Des. 2021;210:110091 . doi:10 .1016/J .MATDES .2021 .110091 .
22 . Zheng XT, Anan hana ayanan A, Luo KQ e al . G aphene Quan um Do s and Ca bon Do s:
P ope ies, Syn heses, and Biological Applica ions . Small. 2015;11(14):1620–1636 . doi:10 .1002/
SMLL .201402648 .
23 . Gha a khah A, Hosseini E, Kamka M e al . Syn hesis, Applica ions, and P ospec s o G a-
phene Quan um Do s: A Comp ehensi e Re iew . Small. 2022;18(2):2102683 . doi:10 .1002/
SMLL .202102683 .
24 . Pande K, Kuma VS, Sha ma JA . No el Applica ions o Ca bon Based Nano-ma e ials . Chop a S,
ed . CRC P ess; 2022 . doi:10 .1201/9781003183549 .
25 . Zielińska A, Cos a B, Fe ei a MV e al . Nano oxicology and Nanosa e y: Sa e y-by-Design and
Tes ing a a Glance . In J En i on Res Public Heal h. 2020;17(13):1–22 . doi:10 .3390/ije ph
17134657 .
TEORETICKÁ ČÁST

23
1
BIOMEDICÍNSKÉ VYUŽITÍ
UHLÍKOVÝCH NANOMATERIÁLŮ
Uhlíko é nanoma e iály (CNM) mají jedinečné las nos i, k e é mohou bý yuži y klinické
diagnos ice a léčbě . „Ho kými kandidá y“ jsou g a en, g a en oxid (GO), uhlíko é nano ubi-
ce (CNT, MWCNT) a ulle eny . U edené ma e iály mají ysokou s abili u, pe nos , odolnos ,
ýbo nou elek ickou a epelnou odi os a čas o i dob ou biokompa ibili u (k e á je dále
z yšo ána unkcionalizací) . Vě šina aplikací CNM se za ím nachází e s adiích p eklinického
ýzkumu . Jedním z dů odů je i sku ečnos , že za ím máme nedos a ečné ědomos i o in e ak-
cích CNM s ělními káněmi a z oho plynoucí yšší mí u nejis o y odhadu oxického po en-
ciálu . V následujícím ex u se pokusíme sh nou pozna ky o oblas ech medicíny, e k e ých
se již nanoma e iály s úspěchem yuží ají či se o jejich yuži í u ažuje .
1.1 DIAGNOSTIKA S VYUŽITÍM NANOČÁSTIC
1.1.1 Zob azo ací yše ření
CNM z yšují k ali u ýsledků a e ě šině případů i snižují inanční ná očnos yše řo acích
pos upů . Díky s ým uniká ním yzikálně-chemickým las nos em se s á ají součás í zob a-
zo acích me od, k e é iden i ikují ůzné pa ologické s a y (nádo o ou káň nebo záně y) .1,2
Vě šina uhlíko ých nanočás ic má při ozenou schopnos emi o a luo escenci po expozici
odpo ídajícímu záření (indukce o oexci ace) .3,4 Čas o jsou použí ány uhlíko é k an o é eč-
ky, g a en a uhlíko é nano ubice . Poslední zmíněné lá ky, přede ším íce s é nano ubice
(MWCNT), mají ex émní plochu, na k e ou lze na áza elké množs í molekul s ůznými
unkcemi . Ty mohou zlepšo a de ekci cílo ých lá ek a zesilo a signál analy ického p oce-
su .5 Na om o mís ě je šak nu né zdů azni , že p o ýbě hodného ma e iálu k zob azo a-
címu yše ření jsou d ě klíčo á k i é ia . P ním k i é iem je hodnos ( ysoká e ek i i a)
daného CNM p o konk é ní diagnos ický účel . D uhým, neméně důleži ým k i é iem je jejich
snadná exk ece z o ganismu po splnění diagnos ického úkolu .6
Díky při ozené ozmani os i nanočás ic a možnos i unkcionalizace je možné zacíli na
zob azení zcela u či ých kání, či dokonce buněk nebo o ganel . Pokusy in i o i klinické
s udie přinášejí důkazy o om, že yuži í uhlíko ých nanočás ic zob azo acích me odách
může přinés mnoho ýhod . Jednou z nich je i sku ečnos , že CNM mohou p onika p ak-
icky do šech ělních kompa men ů . Například po in a enózní aplikaci p os upují uhlí-
ko é k an o é ečky pomě ně ychle do kání plic, ja e a led in . Jsou schopny překoná a
24
i hema oence alickou ba ié u . Posledně u edený ak naznačuje možnos yuží ání uhlíko-
ých k an o ých eček při zob azo acích yše řeních CNS .7
Další ýhody CNM p o zob azo ací echnologie předs a ují p ocesy unkcionalizace .
Například nano ubice pok y é i em M13 mohou bý speci icky zachy á ány nádo o-
ých káních . Pokud jsou y o čás ice označeny hodným adionuklidem (například echne-
ciem99m), je možné nádo y de eko a pomocí pozi ono é emisní omog a ie .8,9 Obdobně lze
značením nanočás ic luo escenčními lá kami usnadňo a a zpřesňo a ýsledky ýpoče ní
omog a ie a magne ické ezonance . U magne ické ezonance je možné dos áhnou lepších
ýsledků i díky nanodiaman ům, a pokud jsou na ně na ázány ješ ě ion y manganu, dochází
k dalšímu zlepšení k ali y zob azení .10 Ten o e ek je možný díky omu, že nanodiaman y
ungují jako hype pola izační p ek .11 Vyše ření má yšší senzi i i u, kon as a je možné
de eko a íce de ailů .12
Uhlíko é nanočás ice našly s é upla nění aké při ob azo é analýze hlubších s e kání
pomocí blízkého in ače eného záření (NIR) . Vyše ření (Nea In a ed Op ical Imaging)
yuží á spek um NIR-II (1000–1700 nm) a lze při něm získa údaje z ni a kání e elmi
dob ém ozlišení bez au o luo escence . Díky omu je možné p o ádě například celo ělo ou
a mozko ou angiog a ii, při k e é je zob azen k e ní ok a mik oci kulace . Vizualizace o gá-
nů a kání umožňuje yuží en o yp zob azení o něž při nádo o é e apii a chi u gických
zák ocích .13,14
Další oblas í upla nění uhlíko ých nanočás ic je zob azo ání in acelulá ních s uk u
a in acelulá ního anspo u . K omu o účelu jsou yuží ány uhlíko é k an o é ečky nebo
nanodiaman y (ND) s křemíko ým cen em, k e é jsou buňkami snadno pohlco ány, ykazují
přija elnou o os abili u a mají úzká emisní spek a oblas i NIR .15,16 Uhlíko é k an o é
ečky mohou in e ago a aké s kmeno ými buňkami, kde edle de ekce dochází i k podpoře
jejich di e enciace do speci ických buněčných linií . U edený p oces pak podpo uje egene-
aci poškozených kání .16
V p ůběhu ope ačních zák oků lze uhlíko ými nanočás icemi de eko a lym a ické uzliny
s nádo o ými buňkami, k e é je pak možné ješ ě během ope ace ods aňo a . Iden i ikace
me as a ických uzlin je důleži á p o snížení izika eku ence nádo ů . Au oři Li s kolegy sle-
do ali lym a ický anspo a kumulaci uhlíko ých nanočás ic uzlinách p ůběhu gas e-
k omie pok očilých nádo ů žaludku . U jedné skupiny pacien ů byly před gas ek omií apli-
ko ány uhlíko é nanočás ice do žaludeční subse ózy, d uhá skupina pacien ů pods oupila
s anda dní ope ační p o okol . Po aplikaci uhlíko ých nanočás ic nedošlo k žádné nežádoucí
eakci a nanočás ice se přednos ně kumulo aly d énujících lym a ických uzlinách, k e é
zaba o aly nače no . Tou o me odou bylo možné de eko a i menší uzliny s me as ázami,
k e é by jinak mohly bý přehlédnu y .17 S ejné ýsledky přinesly i s udie zaměřené na paci-
en y s nádo y š í né žlázy, ka cinomu p su, lus ého s ře a a konečníku . Podané uhlíko é
nanočás ice p e- a pe iope ačně ýznamně z yšo aly úspěšnos de ekce lym a ických uzlin
s nádo o ými buňkami .18–20 V případě ka cinomů š í né žlázy mohou uhlíko é nanočás ice
na íc pomáha při ozlišení příš í ných ělísek a lym a ických uzlin .21 U kolo ek álního ka -
cinomu je možné po endoskopické aplikaci nanočás ic doslo a „ y e o a “ oblas nádo u
a p ekance ózních lézí . U edené sku ečnos i edou k lepším ope ačním ýsledkům i k eduk-
ci ope ačního auma u .22
25
1.1.2 EEG
EEG umožňuje základní yše ření s a u mozko é ak i i y . Použi í uhlíko ých nanoma e iálů
má op o i jiným ma e iálům ýhody zejména u klíčo ého p ku EEG, u snímacích elek od .
Z ýšení in enzi y snímaného signálu podpo uje například g a en a od něj od ozené nano-
ma e iály . Ga cia-Co adella e al . popsali 64kanálo ý bezd á o ý snímací sys ém na bázi
g a eno é suspenze, umožňující 24hodino é snímání mozko é ak i i y . Sys ém byl použi
u po kanů . Bylo jím možné sníma epiko ikální mozko ou ak i i u olně se pohybujících
z ířa a zkouma asociace mezi cho áním a ne o ou ak i i ou .23 Au oři Ko e al . na hli
snímací elek ody obsahující g a en a GO . Jejich ýhodou je, že mohou bý použi y bez
odi ého gelu, aniž by o snížilo k ali u ýsledků ( odi ý gel může bý p o něk e é pacien y
elmi nepříjemný) .24 K podobným (pozi i ním) ýsledkům dospěli aké Faisal e al ., když p o
EEG použili „suché“ g a eno é elek ody . Ty o elek ody zlepšily kon ak s pokožkou a měly
po o nání s kome čními suchými elek odami yšší ýkonnos i po opako aném použi-
í . Pří omnos elek oly ů na pokožce (slané p os ředí, po ) edly k dalšímu zlepšení mí y
de ekce .25 Na zá ě nu no doplni , že g a eno é elek ody nejsou yuží ány pouze k účelu
de ekce, ale lze je použí aké ke s imulaci (hluboká mozko á s imulace, e inální a kochleá ní
implan á y) .26
1.1.3 EKG
Vynikající elek ická odi os uhlíko ých nanočás ic umožňuje jejich yuži í řadě elek o-
echnických komponen , například anzis o ů . Pří omnos nanočás ic zesiluje získaný signál
a edukuje nežádoucí šumy, což je elmi důleži é p o snímání s deční ak i i y . Uhlíko é
nanočás ice (g a en, GO a MWCNT) byly o něž použi y p o příp a u snímacích elek od
EKG . Tes o ání elek od p obíhalo p o k á kou a dlouhou moni o aci . Při dlouhé moni o aci
byly elek ody součás í přenosného snímacího zařízení, což umožnilo snímání změn s deční
ak i i y během celého dne .27–29
1.1.4 Fo oakus ická diagnos ika
Fo oakus ické zob azo ání, yuží ané například e o oakus ické mik oskopii nebo o oakus-
ické počí ačo é omog a ii (CT), je řazeno do skupiny nein azi ních yše ření . Jeho p incip
je založený na o oakus ickém e ek u, při němž jsou s ě elné či lase o é pulzy abso bo á-
ny exogenními nebo endogenními kon as ními lá kami a kon e o ány na e mální ene gii
s emisí ul az uko ého signálu . Fo oakus ické CT má ysoké p os o o ě-časo é ozlišení,
k e é umožňuje zob azení s a u hlubokých kání, če ně diagnos iky nádo ů mléčné žlázy,
kůže, s ře a a ek a . Jako kon as ního ma e iálu lze u é o diagnos iky úspěšně yuží uhlí-
ko ých nanočás ic, například g a enu, CNT či GQD, k e é mohou bý dále po cho ě unk-
cionalizo ány o ganickými polyme y, pep idy, ko o ými nanočás icemi nebo ba i y .30,31
Tak o up a ené komplexy pak mohou bý zacíleny na speci ické káně . Například jednos ěn-
né uhlíko é nano ubice (SWCNT), unkcionalizo ané cyklickými A g-Gly-Asp pep idy,
jsou p e e enčně ychy á ány ůznými ypy nádo ů (nikoli šak káněmi zd a ými) .32 Do
nádo o ých kání snadno p os upují aké GQD, k e é po ys a ení NIR-II mnohoba e né
32
i o jsou na CNM na azo ány cispla ina, oxalipla ina, doxo ubicin, me o exá , pakli axel,
amoxi en a i uximab .84 Například Lay e al . na ázali na polye ylenglykolo ané MWCNT
(PEG-MWCNT) pakli axel a en o komplex inkubo ali s nádo o ými buněčnými liniemi
HeLa (ka cinom děložního čípku) a MCF-7 (ka cinom p su) . PEG-MWCNT ykazo aly
nízkou cy o oxici u a ysokou účinnos lik idaci nádo o ých buněk (po u olnění pakli-
axelu) .85 Yu e al . přip a ili CNT s PEG, es adiolem a lobopla inou, což předs a uje e a-
peu ickou kombinaci p o léčbu nádo ů p su . Účinek é o kombinace byl po zen in i o
i in i o s udiích . Důleži ým zjiš ěním bylo, že na ozdíl od s anda dní p o inádo o é léčby
měla léčba s účas í CNT méně sys émo ých nežádoucích účinků a účinnos si ud žela i při
nižších dá ko acích schéma ech .86 Jako nosič lze použí aké GO . Buska an e al . na ázali na
GO p o oka echo ou, chlo ogenní a lis o ou kyselinu, což edlo k úspěšné lik idaci buněk
ka cinomu ja e . Obdobně jako u předchozí p áce byla pozo o ána dos a ečná účinnos e a-
peu ického komplexu i při ela i ně nízkých koncen acích léči a .87
Léčba s yuži ím CNM může bý zacílená aké pomocí molekul, k e é jsou exp imo ány
u či ými ypy buněk . Například nádo o é buňky obecně exp imují yšší množs í ecep o ů
p o kyselinu lis o ou . CNM s po cho ě adso bo anou kyselinu lis o ou budou edy a a-
ho ány k nádo u . K zacílení je možné použí o něž speci ické an igeny nádo o ých bu-
něk či pa ogenů, esp . monoklonální p o ilá ky, k e é se na an igeny a ecep o y cílo ých
buněk ážou .88–90 Li e al . použili komplex GO s na ázaným doxo ubicinem kombinaci se
speci ickým an igenem HN-1 . Nanočás ice byly in enzi ně ychy á ány buňkami o álního
sk amózního ka cinomu (CAL27), na k e ý byly zacílené . Účinnos komplexu pře yšo ala
účinnos samo ného doxo ubicinu .91
K omě g a enu a jeho de i á ů a CNT je možné jako nosiče použí aké ulle eny . I en o
yp nanočás ic je možné osadi léči y, např . 5-aminole uleno ou kyselinou nebo doxo ubi-
cinem . Tak o zniklý komplex je schopen p oniknou až do buněčného jád a .92,93 Snadný
p os up ělními ba ié ami je obecně elkou ýhodou CNM nosičů . Řada z nich p oniká i přes
hema oence alickou ba ié u a může léči a dop a o a do CNS (léčba gliomů) .94
Vedle p o inádo o é léčby se CNM mohou upla ňo a i dalších e apiích, například
p ocesu epa ace poškozených kání, kdy jsou na po ch CNM na azo ány ůs o é ak o y .
Příkladem může bý askulá ní endo elo ý ůs o ý ak o (VEGF), k e ý podpo uje angio-
genezi ischemií poškozené s deční káni . CNM mohou anspo o a aké lá ky s an imi-
k obiálním účinkem .38,95,96 Pokud ho oříme o an imik obiálním e ek u nanočás ic, je nu né
zmíni sku ečnos , že en mají i samo né nanočás ice . Mohou u ychlo a i o ou clea ance
a pomáhají překoná a bak e iální an ibio ickou ezis enci (Esche ichia coli, S aphyloco-
ccus au eus, S ep ococcus mu ans, Po phy omonas gingi alis, Pseudomonas ae uginosa,
Klebsiella pneumoniae, Salmonella yphimu ium) . Jejich při ozené an imik obiální účinky
je možné dále z yšo a adso pcí nanočás ic s říb a .97 CNM mohou bý yuži y aké léčbě
záně li ých onemocnění (například nespeci ických s ře ních záně ů) . Na jejich po ch jsou
om o případě adso bo ány p o izáně li é či imunomodulační lá ky, k e é zasahují do p ů-
běhu záně li é odpo ědi .98

33
1.3.6 Geno á e apie
CNM se upla ňují aké jako nosiče gene ické in o mace geno ých e apiích .99 Běžně se
geno é e apii použí ají jako nosiče i y a ou o o mou je možné do buňky a jád a náše
plazmido ou DNA, miRNA či siRNA .82,100,101 Genomo é součás i pak mohou egulo a či
inhibo a geno ou exp esi cílo ých genů (selek i ně je bloko a ) . Pos up je yuží án napří-
klad u léčby nádo o ých onemocnění, kdy lze blokací yb aných genů omezi dělení a ůs
nádo o ých buněk .
Ande sen e al . publiko ali me odu geno é e apie s yuži ím SWCNT, na jejichž po ch
na ázali speci ickou siRNA . V expe imen u p o edli inkubaci buněk ka cinomu slini -
ky (PANC-1) e d ou a ian ách, a o se samos a nou siRNA a dále s komplexem siRNA
a SWCNT . Volná siRNA p onikala do buněk elmi ob ížně, komplex siRNA a SWCNT šak
dosáhl ans ekce éměř 92 % . Po in e nalizaci se siRNA u olnila a in e ago ala s cílo ým
mu an ním genem K-Ras, což edlo k poklesu exp ese mRNA K-Ras zh uba o 67 % .102
S udie au o ů Wang e al . popsala expe imen s komplexem GO s na ázanou siRNA, k e ý
au oři inkubo ali s buňkami ka cinomu p su . I om o případě pozo o ali ysokou mí u
in e nalizace komplexu a inhibici dělení a ůs u nádo o ých buněk .103
Podobným způsobem je možné yuží aké g a eny, ulle eny, GQD a ND .101
Pomocí geno é e apie je možné léči aké řadu dalších pa ologických s a ů . Příkladem
může bý inhibice záně li ých p ocesů u nealkoholické hepa os ea ózy ces ou zacílení siRNA
na CCR5 gen, en o ýzkum je za ím e ázích es o ání in i o .104 Využi í geno é e apie
je s ále ozšířenější a použi í biokompa ibilních nanočás ic je p o ele aci její účinnos i jed-
noznačně přínosné .
1.4 STENTY A BIOKOMPATIBILNÍ UHLÍKOVÉ NANOMATERIÁLY
V ORTOPEDII, KARDIOLOGII A STOMATOLOGII
Biokompa ibili a je nejdůleži ějším předpokladem p o použi í ma e iálů medicíně . Běžně
se p acuje se s anda dními ne oxickými ma e iály, jejichž biokompa ibili a je dále z yšo ána
speciálními po laky . Tím o pos upem lze y ábě například s en y, kloubní náh ady nebo
s deční a zubní implan á y . Po cho á aplikace CNM na s anda dní ma e iály zlepšuje nejen
jejich biokompa ibil u, ale i yzikálně-chemické las nos i inálního p oduk u . CNM zlepšují
odolnos , pe nos , hemokompa ibili u a an i ombo ické las nos i ma e iálů, z yšují mí u
eepi elizace a egene ace, zab aňují es enóze a ch ání před in ekcemi a o bou bio ilmu .105
Ne ezo á ocel s označením 316L ykazuje elmi dob ou biokompa ibili u a je dob ým
kandidá em p o ý obu s dečně-cé ních s en ů . Nega i em jejím případě je sku ečnos , že
může z yšo a iziko ombóz a es enóz . Vellayappan e al . zjis ili, že pok y í s en ů y o-
bených z oceli 316L s několika s ami g a enu ý azně zlepšuje jejich yzikálně-chemické
las nos i a snižuje ombogeni u a iziko es enózy .105 Au oři Waw zyńska e al . u edli, že
úp a a oceli 316L pomocí g a enu nejenže nez yšuje oxici u ak o up a eného ma e iálu
ůči buňkám lidského p imá ního a e iálního endo elu (HPCAEC), ale naopak podpo uje
jejich adhezi, p oli e aci a me abolickou ak i i u, což konečném e ek u podpo uje egene a-
ci poškozené cé y . Na íc se díky g a enu snižuje adheze ombocy ů a ím i o ba ombů .106
Zajíma ou s udii p o edli Ösme Bu ak İs anbullu a Gulsen Akdogan, k eří na ázali SWCNT
me odou spin-coa ing na s en y y obené z 316L, 316LVM, CoC -sli iny a Ti-sli iny . Tak o
34
oše řené s en y byly íce ine ní, ne eago aly se složkami a buňkami k e a aké lépe odolá-
aly poškození . Au oři dále u ádějí, že pola izační odpo 1,433 kΩ cm2 a elek ochemická
impedance 1,07 kΩ cm2 po lakem SWCNT z ýšily na 142,8 kΩ cm2 a 141,3 kΩ cm2, j . z ý-
šila se ko ozní odolnos , a o až k 90 % případě 316LVM se SWCNT .107
CNM jsou použí ány aké p o ý obu umělých s dečních chlopní . Například Has alex,
k e ý je ořen unkcionalizo aným poly(ca bona -u ea)u e hanem (GO PCUU), má ýbo né
mechanické las nos i, hemokompa ibili u a je odolný p o i zniku kalci ikací . Umělé s deční
chlopně je dále možné modi iko a polyu e anem a CNM s na ázaným hepa inem, což ý az-
ně snižuje koagulaci a iziko zniku ombů .108,109
U ka dios imulá o ů je p oblémem nízká kapaci a ba e ií a nu nos jejich pe iodické
ýměny . Něk e é s udie p okázaly, že GO kombinaci s poly inylidendi luo idem by mohl
ungo a jako nanogene á o samonapájecích ka dios imulá o ech . Když au oři Azimi e al .
implan o ali ak o up a ené ka dios imulá o y psům, zjis ili, že nanogene á o je schopen zís-
ká a ene gii 0 .487 μJ z každého s dečního úde u . Ta o hodno a je yšší než p aho á ene gie
nu ná p o s imulaci lidského s dce .110 V ka diologii se mohou upla ni aké ND, k e é snižují
iziko zniku ombů, omezují adhezi a ak i aci ombocy ů a inhibují o bu ib ino ých
depozi . Na íc disponují p o imik obiálními účinky .111
CNM nacházejí upla nění i o opedii a e s oma ologii . Nanoma e iály na po chu
náh ad a implan á ů podpo ují egene aci, přilnu í os eoblas ů k náh adě a p oli e aci . Tím
se zlepšuje a u ychluje hojení náh ady a znik k ali ní kos ní káně . CNM o něž z yšují
odolnos po chu náh ad p o i poškození a o ě u a p odlužují jejich ži o nos .112
Ve s oma ologii je možné přidá a ND do zubních ýplňo ých hmo , což z yšuje pe -
nos ohybu, p užnos a d snos po chu a snižuje o ě . P o p e enci s oma i idy spojené se
zubními náh adami je důleži á sku ečnos , že ND zubní p yskyřici snižují adhe enci Can-
dida albicans .113–115 Obdobně lze do s oma ologických ý obků přidá a i CNT, k e é mají
an ibak e iální účinky a po lačují i S ep occoccus mu ans, k e ý je součás í zubního kazu .
CNT apliko ané na sca oldech podpo ují ýznamně egene aci kos ní káně po esekci zubů
a kládání implan á ů . Implan á y pok y é CNT z yšují p a děpodobnos jejich úspěšného
hojení do kos i .116
1.5 SCAFFOLDY, REGENERAČNÍ MEDICÍNA
CNM jsou biokompa ibilní a mohou pozi i ně o li ňo a ži o aschopnos , di e enciaci, dedi-
e enciaci, p oli e aci a adhezi mnoha ypů buněk . Ty o las nos i předu čují použi í CNM
sys émech sca oldů, umožňujících ychlou egene aci kání . Nejčas ěji se jedná o káně
ne o ého, ka dio askulá ního a pohybo ého sys ému (Ob ázek 3) .117,118
Ve s udiích ymů au o ů Ning Liho a Rossany Rau i byl popsán pozi i ní li g a enu na
ůs myších neu onů z hipokampu a na z ýšení poč u neu i ů a p odloužení jejich délky . G a-
en o něž podpo uje synap ogenezi a neu ální ak i i u .119,120 Zhou e al . implan o ali sca-
old s g a enem po kanům po po anění mozku, k e é bylo spojené se zánikem buněk a oz-
ojem záně u . Pří omnos sca oldu e s ia u a sub en ikulá ním p os o u edla k omezení
ak i ace mik oglií a as ocy ů (po lačení záně u), což se konečné ázi p oje ilo nižší mí ou
zjiz ení mozko é káně .121 Jak ukázali Yan Zhang, Shu Qang a Ping Yang, GO a CNT jsou
schopné induko a di e enciaci myších emb yonálních buněk do dopamine gních neu onů,
což by mohlo bý yuží áno při léčbě Pa kinsono y nemoci .122
35
CNM oj ozmě né e ze sca oldů imi ují mik op os ředí ne o é sous a y a pozi i ně
o li ňují cho ání neu onů a o mo ání ne o é káně . Se e ino e al . apliko ali neu ony
z hipokampu na oj ozmě ný g a eno ý sca old . Byla pozo o ána in enzi ní p oli e ace
neu onů a o ba no ých spojů . V po o nání s d oj ozmě nými sca oldy docházelo i k yšší
míře synch onici y .123 Lopéz-Dolado e al . implan o ali po kanům oj ozmě ný GO sca-
old do oblas i míšního poškození . Následkem byla z ýšená in enzi a egene ačních p ocesů
míše a z ýšená ú o eň angiogeneze . Ro něž byly zjiš ěny no é neu ony, axony a unkční
cé y .124
Vedle CNS o li ňují CNM aké egene aci pe i e ního ne o ého sys ému . Au oři Zhao
e al . popsali pozi i ní li sca oldu s g a enem na ůs a p oli e aci Schwanno ých buněk .125
Ke s ejným ýsledkům dospěli aké Pi e al ., k eří p ní čás i s é s udie kul i o ali Schwa-
nno y buňky se sca oldem s CNT a neu o opním ak o em . Bylo pozo o áno z ýšení p oli-
e ace, ůs u a p odukce myelinu . Ve d uhé čás i s udie byl en o sca old použi na poškozený
sedací ne , což mělo za následek obno ení jeho unkcí .126
Ob ázek3.Regene ační po enciál nanočás ic
CNM (například g a en) mohou podpo o a di e enciaci kmeno ých buněk a o bu kání (například
y oření myoka du či součás í ne o é sous a y) .
(D ahomí a Holmanno á; p o příp a u ob ázku byl použi : Se ie Medical A . Se ie , licensed unde a C ea i e
Commons A ibu ion 3 .0 Unpo ed License .)
36
K omě kání ne o é sous a y mohou uhlíko é nanočás ice zlepšo a i s a kos í, ch u-
pa ek, pokožky a s alo é káně .127 Poškození kos í ( důsledku ú azů) se něk e ých přípa-
dech špa ně hojí a yžaduje ope ační řešení s použi ím kos ních š ěpů . P oblémem je o šem
jejich dos upnos a ý azně by pomohla příp a a é o unkční káně labo a o ních pod-
mínkách .128 Expe imen ální s udie po zují, že CNM podpo ují di e enciaci kmeno ých
buněk do os eoblas ů a z yšují os eogenezi a ek opickou o bu kos ní káně . Například
au oři Nie e al . popsali použi í oj ozmě ného po ézního nanohyd oxyapa i o ého sca oldu
s GO, k e ý in i o expe imen u na k álíko i s ci kulá ním de ek em kal y (4mm p ůmě )
umožnil jeho ychlé a plné yhojení . Sca old ýznamně podpořil os eogenezi, buněčnou
p oli e aci a znik kolageno ých depozi .129 K obdobným ýsledkům došla i s udie au o ů
Daneshmandiho e al ., e k e é byl použi oj ozmě ný sca old s uncionalizo aným g a e-
nem a os o ečnanem ápena ým . Sca old induko al di e enciaci lidských mezenchymálních
kmeno ých buněk do os eoblas ů in i o expe imen u a na odil ychlé yhojení de ek u
kal y expe imen u in i o na myších .130 Li e al . použili k léčbě de ek u emo álního epi-
kondylu u k álíků implan á z i ano é sli iny pok y é g a enem . G a eno ý po ch ýznamně
u ychlil os eogenezi a k ali a no ě y ořené kos i, kos ní mine alizace a ůs implan á u
do kos i byly lepší než u kon olní skupiny, k e á dos ala implan á bez g a eno ého k y í .131
CNM p okázaly s ou účinnos aké při egene aci oční sí nice . Poškození sí nice je spo-
jeno s i e e zibilním zho šením z aku a slepo ou a jedinou možnos í, jak z ak zlepši /obno i
je egene ace sí nice . Au oři Chemla e al . popsali, že CNT a uhlíko á nano lákna (CNF)
podpo ují di e enciaci lidských emb yonálních kmeno ých buněk do p eku zo o ých buněk
o o ecep o ů, k e é by mohly bý klinické p axi ( ámci egene ačního p ocesu) implan-
o ány do oční sí nice .132
Ka dio askulá ní onemocnění pa ří k nejčas ějším příčinám populační mo bidi y a mo -
ali y . Ischemická cho oba s deční ede k ne a nému poškozo ání s dečního s alu, k e ý
má limi o anou egene ační kapaci u . Dochází ak pos upně k neléči elným z á ám s deč-
ních unkcí, případně až k s dečnímu selhání . Za ím jedinou o mou e apie oho o s a u je
ansplan ace s dce ( a má o šem s é zásadní omezení podobě omezené dos upnos o gá-
nu) . S udie dokladují, že CNM, apliko ané podobě sca oldu nebo injiko ané podobě
hyd ogelů (samos a ně či s kmeno ými buňkami), mohou induko a egene aci poškozené
s deční káně . Sca oldy z CNM imi ují ex acelulá ní ma ix, dá ají mechanickou podpo u
a s imulují signály p o ma u aci a di e enciaci kmeno ých buněk . Jejich elkou ýhodou je
biokompa ibili a, mechanické las nos i a elek ická odi os , nu ná p o y oření unkční
s deční káně . Smi h e al . použili e s é s udii sca old z PEG a sca old z PEG/GO osazené
neona álními myocy y z komo po kanů . Sca old z PEG/GO ýznamně z ýšil ú o eň ůs u
s dečních buněk, jejich odi os i kon ak ili u .133 Au oři Sa a anan e al . přip a ili biodeg a-
dabilní chi osano ý sca old s GO/zla ými plá ky a es o ali jej expe imen ech in i o a in
i o (na izolo aném s dci a na po kaním modelu in a k u myoka du) . Sca old byl ne oxický
ůči buňkám po kaního hladkého s alu a ib oblas ů a lidským ka diomyocy ům a neak i o-
al imuni ní sys ém (ne y olá al záně li ou odpo ěď) p os ředí in i o . V po kaním mode-
lu byl induko án in a k pod azem jedné z ě í le é ko oná ní a e ie a apliko án přip a ený
sca old . Po pě i ýdnech bylo pozo o áno (dle EKG) zlepšení s deční odi os i, přenosu
z uchů a kon ak ili y pos ižené káni . Ul az uko é yše ření po dilo z ýšení ejekční
akce .134 Nu no doplni , že egene ace s dce (i os a ních kání) ýznamně zá isí na s a u
cé ního sys ému . Sca oldy s uhlíko ými nanočás icemi zlepšují angiogenezi a přispí ají
k obno ení k e ního p ů oku poškozených oblas ech .38 V é o sou islos i po dila s udie
37
au o ů Mukhe jee e al ., že GO a eduko aný GO ýznamně z yšují ú o eň angiogeneze .135
Polykap olak ono ý sca old s GO, přip a ený Quianem e al ., podpořil nejen ůs Schwan-
no ých buněk, ale aké angiogenezi, k e á je nezby ná p o egene aci poškozeného ne u .136
Regene ační po enciál CNM je yuží án i při hojení poškozených čás í kůže, obz láš ě
si uacích ob ížně se hojících an . Například diabe ická poškození kůže ( ány) jsou elmi
ezis en ní k jakékoli léčbě a mohou skonči i ampu acemi konče in . Li e a u a u ádí, že pou-
ži í CNM snižuje iziko in iko ání poškození kůže a u ychluje její yhojení s p oli e ací ib o-
blas ů a eepi elizací, a o i případě zmíněných diabe ických an či zá ažných popálenin .137
Khalid e al . zjis ili, že bak e iální celulóza, osazená MWCNT, indukuje u myší ychlejší
uzá ě diabe ické ány, eepi alizaci a y oření zd a é g anulační káně . No ě y ořená
káň ykázala snížené hladiny p ozáně li ých cy okinů (IL-1α a TNF-α) a z ýšené hladi-
ny askulá ního endo elo ého ůs o ého ak o u (VEGF) .138 An imik obiální účinky CNM,
om o případě g a enu, po dili Du e al . Ni ocelulózo á memb ána s g a enem, přiložená
na myší ánu, zab ánila in ekci Esche ichia coli a S aphylococcus au eus a u ychlila uza ření
a yhojení ány .139
1.6 ZÁVĚR
CNM mají jedinečné yzikálně-chemické las nos i, k e é umožňují jejich yuži í klinické
medicíně . Mohou ý azně ze ek i ni , z ychli , zpřesni i zle ni mnohé diagnos ické i e a-
peu ické pos upy . Mohou nají upla nění ak zásadních klinických obo ech, jako je onko-
logie (dia nos ika i léčba), biochemie či egene ační medicína . V současné době šak s ále
y s á á nedořešená o ázka oxici y CNM . Za ímco yuži í klinické biochemii či při EKG
a EEG předs a uje minimální iziko, u přímého podání musíme z ažo a iziko oxici y a pří-
nosu CNM . Ve p ospěch yuži í CNM klinické p axi ho oří ak , že se čas o jedná o jed-
no ázo é ys a ení nepříliš ysokým dá kám CNM . Vyšším izikem je opako ané podání či
podání ysokých dá ek .
1.7 LITERATURA
1 . Thomas DT, Baby A, Raman V e al . Ca bon-Based Nanoma e ials o Cance T ea men and Dia-
gnosis: A Re iew . ChemSelec . 2022;7(36):e202202455 . doi:10 .1002/SLCT .202202455 .
2 . Nada SS, Pa il SP, Kelka RK e al . Nanobioma e ials o Bioimaging . In: Nano echnology in
Medicine and Biology. Else ie ; 2022:189-234 . doi:10 .1016/B978-0-12-819469-0 .00001-0 .
3 . Liu F, Gao Y, Li H, Sun S . In e ac ion o P opidium Iodide Wi h G aphene Oxide and I s Applica ion
o Li e Cell S aining . Ca bon. 2014;71:190–195 . doi:10 .1016/j .ca bon .2014 .01 .029 .
4 . Liu JJ, Li D, Zhang K, Yang M, Sun H, Yang B . One-S ep Hyd o he mal Syn hesis o Ni ogen-
-Doped Conjuga ed Ca bonized Polyme Do s Wi h 31% E icien Red Emission o In Vi o Ima-
ging . Small. 2018;14(15):1703919 . doi:10 .1002/smll .201703919 .
5 . Sapna K, Sonia J, Kuma a BN e al . Ca bon Nano ubes o Bio-Imaging Applica ions . In: Handbook
o Ca bon Nano ubes. Sp inge , Cham; 2022 . doi:10 .1007/978-3-030-91346-5_40 .
6 . Liu J, Li R, Yang B . Ca bon Do s: A New Type o Ca bon-Based Nanoma e ial Wi h Wide Applica-
ions . ACS Cen Sci. 2020;6(12):2179–2195 . doi:10 .1021/acscen sci .0c01306 .
7 . Pa el KD, Singh RK, Kim HW . Ca bon-Based Nanoma e ials as an Eme ging Pla o m o The a-
nos ics . Ma e Ho iz. 2019;6(3):434–469 . doi:10 .1039/c8mh00966j .

38
8 . Ghosh D, Bagley AF, Na YJ e al . Deep, Nonin asi e Imaging and Su gical Guidance o Submilli-
me e Tumo s Using Ta ge ed M13-S abilized Single-Walled Ca bon Nano ubes . P oc Na l Acad
Sci U S A. 2014;111(38):13948–13953 . doi:10 .1073/pnas .1400821111 .
9 . Bayoumi NA, Emam AN . 99mTc Radiolabeling o Polye hylenimine Capped Ca bon Do s o Tumo
Ta ge ing: Syn hesis, Cha ac e iza ion and Biodis ibu ion . In J Radia Biol. 2021;97(7):977–985 .
doi:10 .1080/09553002 .2021 .1919781 .
10 . Kunuku S, Lin BR, Chen CH e al . Nanodiamonds Doped Wi h Manganese o Applica ions in Mag-
ne ic Resonance Imaging . ACS Omega. 2023;8(4):4398–4409 . doi:10 .1021/ACSOMEGA .2C08043 .
11 . Saul P, Sch öde L, Schmid AB, Hö ene JB . Nanoma e ials o Hype pola ized Nuclea Magne ic
Resonance and Magne ic Resonance Imaging . Wiley In e discip Re Nanomed Nanobio echnol.
2023;15(4):e1879 . doi:10 .1002/wnan .1879 .
12 . Che ukula K, Lekshmi KM, U haman S e al . Mul i unc ional Ino ganic Nanopa icles: Recen
P og ess in The mal The apy and Imaging . Nanoma e . 2016;6(4):76 . doi:10 .3390/nano6040076 .
13 . Hu Z, Fang C, Li B e al . Fi s -in-Human Li e -Tumou Su ge y Guided by Mul ispec al Fluo-
escence Imaging in he Visible and Nea -In a ed-I/II Windows . Na Biomed Eng. 2020;4(3):
259–271 . doi:10 .1038/s41551-019-0494-0 .
14 . Wan H, Yue J, Zhu S e al . A B igh O ganic NIR-II Nano luo opho e o Th ee-Dimensional Ima-
ging in o Biological Tissues . Na Commun. 2018;9(1):1171 . doi:10 .1038/s41467-018-03505-4 .
15 . Liu W, Alam MNA, Liu Y e al . Silicon-Vacancy Nanodiamonds as High Pe o mance Nea -In a ed
Emi e s o Li e-Cell Dual-Colo Imaging and The mome y . Nano Le . 2022;22(7):2881–2888 .
doi:10 .1021/acs .nanole .2c00040 .
16 . Liu H, Guo J, A yee AA e al . Ligh ing Up Indi idual O ganelles Wi h Fluo escen Ca bon Do s .
F on Chem. 2021;9:784851 . doi:10 .3389/FCHEM .2021 .784851 .
17 . Li Z, Ao S, Bu Z e al . Clinical S udy o Ha es ing Lymph Nodes Wi h Ca bon Nanopa icles in
Ad anced Gas ic Cance : A P ospec i e Randomized T ial . Wo ld J Su g Oncol. 2016;14(1):88 .
doi:10 .1186/s12957-016-0835-3 .
18 . Ma JJ, Zhang DB, Zhang WF e al . Applica ion o Nanoca bon in B eas App oach Endoscopic
Thy oidec omy Thy oid Cance Su ge y . J Lapa oendosc Ad Su g Tech A. 2020;30(5):547–552 .
doi:10 .1089/lap .2019 .0794 .
19 . Liu P, Tan J, Tan Q e al . Applica ion o Ca bon Nanopa icles in T acing Lymph Nodes and Loca ing
Tumo s in Colo ec al Cance : A Concise Re iew . In J Nanomed. 2020;15:9671–9681 . doi:10 .2147/
IJN .S281914 .
20 . Du J, Zhang Y, Ming J e al . E alua ion o he T acing E ec o Ca bon Nanopa icle and Ca bon
Nanopa icleepi ubicin Suspension in Axilla y Lymph Node Dissec ion Fo B eas Cance T ea -
men . Wo ld J Su g Oncol. 2016;14:164 . doi:10 .1186/s12957-016-0925-2 .
21 . Xu SW, Li ZF, Xu MB e al . The Role o Ca bon Nanopa icle in Lymph Node De ec ion and Pa a hy-
oid Gland P o ec ion Du ing Thy oidec omy: A Me a-Analysis . PLoS One. 2020;15(11):e0223627 .
doi:10 .1371/jou nal .pone .0223627 .
22 . Wang R, Zhan HL, Li DZ e al . Applica ion o Endoscopic Ta ooing Wi h Ca bon Nanopa icle in
he T ea men o Ad anced Colo ec al Cance . Zhonghua Wei Chang Wai Ke Za Zhi. 2020;23(1):
56–64 . Chinese . doi:10 .3760/cma .j .issn .1671-0274 .2020 .01 .010 .
23 . Ga cia-Co adella R, Schwesig G, Jeschke C e al . G aphene Ac i e Senso A ays o Long-
-Te m and Wi eless Mapping o Wide F equency Band Epico ical B ain Ac i i y . Na Commun.
2021;12(1):1–17 . doi:10 .1038/s41467-020-20546-w .
24 . Ko LW, Su CH, Liao PL e al . Flexible G aphene/GO Elec ode o Gel-F ee EEG . J Neu al Eng.
2021;18(4):046060 . doi:10 .1088/1741-2552/ab 609 .
25 . Faisal SN, Amjadipou M, Izzo K e al . Non-In asi e On-Skin Senso s o B ain Machine In e aces
Wi h Epi axial G aphene . J Neu al Eng. 2021;18(6):066035 . doi:10 .1088/1741-2552/ac4085 .
26 . B amini M, Albe ini G, Colombo E e al . In e acing G aphene-Based Ma e ials Wi h Neu al Cells .
F on Sys Neu osci. 2018;12:12 . doi:10 .3389/ nsys .2018 .00012 .
39
27 . Cui TR, Li D, Huang XR e al . G aphene-Based Flexible Elec ode o Elec oca diog am Signal
Moni o ing . Appl Sci. 2022;12(9):4526 . doi:10 .3390/APP12094526 .
28 . Tasneem NT, Pullano SA, C i ello CD, Fio illo AS, Mahbub I . A Low-Powe On-Chip ECG Moni-
o ing Sys em Based on MWCNT/PDMS D y Elec odes . IEEE Sens J. 2020;20(21):12799–12806 .
doi:10 .1109/JSEN .2020 .3001209 .
29 . Mu as o G, Boga o a E, B azo skiy K e al . Flexible and Wa e -S able G aphene-Based Elec o-
des o Long-Te m Use in Bioelec onics . Biosens Bioelec on. 2020;166:112426 . doi:10 .1016/
J .BIOS .2020 .112426 .
30 . Lee C, Jeon M, Kim C . Pho oacous ic Imaging in Nanomedicine . In: Appl Nanoscience Pho omed.
Chandos Publishing . 2015:31–47 . doi:10 .1533/9781908818782 .31 .
31 . Jia Z, Dai R, Zheng Z e al . Hollow Ca bon-Based Nanosys em o Pho oacous ic Imaging-Gui-
ded Hyd ogeno he mal The apy in he Second Nea -In a ed Window . RSC Ad . 2021;11(20):
12022–12029 . doi:10 .1039/d1 a00093d .
32 . De La Ze da A, Za ale a C, Ke en S e al . Ca bon Nano ubes as Pho oacous ic Molecula Imaging
Agen s in Li ing Mice . Na Nano echnol. 2008;3(9):557–562 . doi:10 .1038/nnano .2008 .231 .
33 . Han Y, Liu H, Fan M e al . Nea -In a ed-II Pho o he mal Ul a-Small Ca bon Do s P omo ing
An icance E iciency by Enhancing Tumo Pene a ion . J Colloid In e ace Sci. 2022;616:595–604 .
doi:10 .1016/j .jcis .2022 .02 .083 .
34 . Liu J, Li R, Yang B . Ca bon Do s: A New Type o Ca bon-Based Nanoma e ial Wi h Wide Applica-
ions . ACS Cen Sci. 2020;6(12):2179–2195 . doi:10 .1021/acscen sci .0c01306 .
35 . Che aghi S, Tahe MA, Ka imi-Maleh H e al . No el Enzyma ic G aphene Oxide-Based Biosen-
so o he De ec ion o Glu a hione in Biological Body Fluids . Chemosphe e. 2022;287:132187 .
doi:10 .1016/j .chemosphe e .2021 .132187 .
36 . Chen Y, Zhang Y, Pan F e al . B ea h Analysis Based on Su ace-Enhanced Raman Sca e ing Sen-
so s Dis inguishes Ea ly and Ad anced Gas ic Cance Pa ien s F om Heal hy Pe sons . ACS Nano.
2016;10(9):8169–8179 . doi:10 .1021/acsnano .6b01441 .
37 . Peng G, T ack E, Haick H . De ec ing Simula ed Pa e ns o Lung Cance Bioma ke s by Random
Ne wo k o Single-Walled Ca bon Nano ubes Coa ed Wi h Nonpolyme ic O ganic Ma e ials . Nano
Le . 2008;8(11):3631–3635 . doi:10 .1021/nl801577u .
38 . Alaga samy KN, Ma han S, Yan W e al . Ca bon Nanoma e ials o Ca dio ascula The anos ics:
P omises and Challenges . Bioac Ma e . 2021;6(8):2261–2280 . doi:10 .1016/j .bioac ma .2020 .12
.030 .
39 . Demi bakan B, Sezgin ü k MK . A No el Ul asensi i e Immunosenso Based on Disposable G aphi-
e Pape Elec odes o T oponin T De ec ion in Ca dio ascula Disease . Talan a. 2020;213:120779 .
doi:10 .1016/j . alan a .2020 .120779 .
40 . Papanikolaou E, Simos YV, Spy ou K e al . Is G aphene he Rock Upon Which New E a Con-
inuous Glucose Moni o s Could Be Buil ? Exp Biol Med. 2023;248(1):14–25 . doi:10 .1177/
15353702221134105 .
41 . Lin Y, Lu F, Tu Y, Ren Z . Glucose Biosenso s Based on Ca bon Nano ube Nanoelec ode Ensem-
bles . Nano Le . 2004;4(2):191–195 . doi:10 .1021/nl0347233 .
42 . Reghuna h R, De i K, Singh KK . Recen Ad ances in G aphene Based Elec ochemical Glucose
Senso . Nano-S uc Nano-Obj. 2021;26:100750 . doi:10 .1016/j .nanoso .2021 .100750 .
43 . Alagappan M, Immanuel S, Si asub amanian R e al . De elopmen o Choles e ol Biosenso
Using Au Nanopa icles Deco a ed -MWCNT Co e ed Wi h Polypy ole Ne wo k . A ab J Chem.
2020;13(1):2001–2010 . doi:10 .1016/j .a abjc .2018 .02 .018 .
44 . Agniho i N, Chowdhu y AD, De A . Non-Enzyma ic Elec ochemical De ec ion o Choles e-
ol Using β-Cyclodex in Func ionalized G aphene . Biosens Bioelec on. 2015;63:212–217 .
doi:10 .1016/j .bios .2014 .07 .037 .
45 . Aminabad ED, Mobed A, Hasanzadeh M e al . Sensi i e Immunosensing o α-Synuclein P o ein
in Human Plasma Samples Using Gold Nanopa icles Conjuga ed Wi h G aphene: An Inno a i e
40
Immuno-Pla o m Towa ds Ea ly S age Iden i ica ion o Pa kinson’s Disease Using Poin o Ca e
(POC) Analysis . RSC Ad . 2022;12(7):4346–4357 . doi:10 .1039/d1 a06437a .
46 . Peña-Bahamonde J, Nguyen HN, Fanou akis SK e al . Recen Ad ances in G aphene-Based Biosen-
so Technology Wi h Applica ions in Li e Sciences . J Nanobio echnol. 2018;16(1):75 . doi:10 .1186/
s12951-018-0400-z .
47 . Kim S, Ryu H, Tai S e al . Real-Time Ul a-Sensi i e De ec ion o SARS-CoV-2 by Quasi-F ees an-
ding Epi axial G aphene-Based Biosenso . Biosens Bioelec on. 2022;197:113803 . doi:10 .1016/
j .bios .2021 .113803 .
48 . Zhu A, Luo X . De ec ion o Co id-19 Th ough a Hep anal Bioma ke Using T ansi ion Me al Doped
G aphene . J Phys Chem B. 2022;126(1):151–160 . doi:10 .1021/acs .jpcb .1c09580 .
49 . Jia H, Zhang A, Yang Y e al . A G aphene Oxide Coa ed Tape ed Mic o ibe Ac ing as a Supe -
-Senso o Rapid De ec ion o SARS-CoV-2 . Lab Chip. 2021;21(12):2398–2406 . doi:10 .1039/
d0lc01231a .
50 . Wu G, Zhang N, Ma a asso A e al . Implan able Ap ame -G aphene Mic o ansis o s o Real-Time
Moni o ing o Neu ochemical Release in Vi o . Nano Le . 2022;22(9):3668–3677 . doi:10 .1021/
acs .nanole .2c00289 .
51 . Hashemi SA, Mousa i SM, Faghihi R e al . Supe io X-Ray Radia ion Shielding E ec i eness o
Biocompa ible Polyaniline Rein o ced Wi h Hyb id G aphene Oxide-I on Tungs en Ni ide Flakes .
Polyme s (Basel). 2020;12(6):1407 . doi:10 .3390/polym12061407 .
52 . Sil a LA, Ba is a AMS, Se od e T e al . Enhancemen o X-Ray Shielding P ope ies o PVDF/
BaSO4 Nanocomposi es Filled Wi h G aphene Oxide . MRS Ad . 2019;4(3–4):169–175 . doi:10 .1557/
ad .2018 .651 .
53 . Fujimo i T, Tsu uoka S, Fuge su B e al . Enhanced X-Ray Shielding E ec s o Ca bon Nano ubes .
Ma e Exp ess. 2011;1(4):273–278 . doi:10 .1166/mex .2011 .1043 .
54 . Viegas J, Sil a LA, Ba is a AMS e al . Inc eased X-Ray A enua ion E iciency o G aphene-Based
Nanocomposi e . Ind Eng Chem Res. 2017;56(41):11782–11790 . doi:10 .1021/acs .iec .7b02711 .
55 . Za ei M, Sina S, Hashemi SA . Supe io X-Ray Radia ion Shielding o Biocompa ible Pla o m Based
on Rein o ced Polyaniline by Deco a ed G aphene Oxide Wi h In e connec ed Tungs en–Bismu h–
Tin Complex . Radia Phys Chem. 2021;188:109588 . doi:10 .1016/j . adphyschem .2021 .109588 .
56 . Tü kaslan SS, Ugu ŞS, Tü kaslan BE e al . E alua ing he X-Ray-Shielding Pe o mance o
G aphene-Oxide-Coa ed Nanocomposi e Fab ic . Ma e . 2022;15(4):1441 . doi:10 .3390/MA
15041441 .
57 . Zheng Y, Pesca o e N, Gogo si Y e al . Rapid Adso p ion o P oin lamma o y Cy okines by G a-
phene Nanopla ele s and Thei Composi es o Ex aco po eal De oxi ica ion . J Nanoma e .
2018;2018:6274072 . doi:10 .1155/2018/6274072 .
58 . Se edych M, Haines B, Sokolo a V e al . G aphene-Based Ma e ials o he Fas Remo al o Cy o-
kines F om Blood Plasma . ACS Appl Bio Ma e . 2018;1(2):436–443 . doi:10 .1021/acsabm .8b00151 .
59 . Yoo W, Lee W, Kim HN e al . Nanodiamond as a Cy okine Sponge in In ec ious Diseases . F on
Bioeng Bio echnol. 2022;10:862495 . doi:10 .3389/ bioe .2022 .862495 .
60 . Wu S, Duan B, Zeng X e al . Cons uc ion o Blood Compa ible Lysine-Immobilized Chi in/Ca bon
Nano ube Mic osphe es and Po en ial Applica ions o Blood Pu i ied The apy . J Ma e Chem B.
2017;5(16):2952–2963 . doi:10 .1039/c7 b00101k .
61 . I an M, I an M, Id is A e al . Fab ica ion and Pe o mance E alua ion o Blood Compa ible Hemo-
dialysis Memb ane Using Ca boxylic Mul iwall Ca bon Nano ubes and Low Molecula Weigh
Poly inylpy olidone Based Nanocomposi es . J Biomed Ma e Res A. 2019;107(3):513–525 .
doi:10 .1002/jbm .a .36566 .
62 . Vakh ushe AV, Vakh ushe AA, Chucko a NN e al . Adso p ion o Choles e ol by Ca bon Na no-
ubes . In: Ca bon Nano ubes and Nanopa icles. Apple Academic P ess; 2019:65–80 . doi:10 .1201
/9780429463877-4 .
41
63 . Hsieh HS, Wu R, Ja e CT . Ligh -Independen Reac i e Oxygen Species (ROS) Fo ma ion
Th ough Elec on T ans e F om Ca boxyla ed Single-Walled Ca bon Nano ubes in Wa e . En i on
Sci Technol. 2014;48(19):11330–11336 . doi:10 .1021/es503163w .
64 . Ge J, Lan M, Zhou B e al . A G aphene Quan um Do Pho odynamic The apy Agen Wi h High
Single Oxygen Gene a ion . Na Commun. 2014;5(1):1–8 . doi:10 .1038/ncomms5596 .
65 . Chen L, Chen M, Zhou Y, Ye C, Liu R . NIR Pho osensi ize o Two-Pho on Fluo escen Imaging and
Pho odynamic The apy o Tumo . F on Chem. 2021;9:629062 . doi:10 .3389/ chem .2021 .629062 .
66 . de F ei as LF . Nanoma e ials o Enhanced Pho odynamic The apy . In: Pho odynamic The apy –
F om Basic Science o Clinical Resea ch . In echOpen; 2021 . doi:10 .5772/in echopen .94255 .
67 . Cuad ado CF, Díaz-Ba ios A, Campaña KO e al . B oad-Spec um An imic obial ZnMin Pc
Encapsula ed in Magne ic-Nanocomposi es Wi h G aphene Oxide/MWCNTs Based on Bimodal
Ac ion o Pho odynamic and Pho o he mal E ec s . Pha maceu ics. 2022;14(4):705 . doi:10 .3390/
pha maceu ics14040705 .
68 . Chen Y, Huang W, Dong Y, Yu X, Mo A, Peng Q . Enhanced An ibac e ial Ac i i y o Indocyanine
G een-Loaded G aphene Oxide ia Syne gis ic Con ac Killing, Pho o he mal and Pho odynamic
The apy . J Biomed Nano echnol. 2022;18(1):185–192 . doi:10 .1166/jbn .2022 .3236 .
69 . Lu H, Zhao Q, Wang X e al . Mul i-S imuli Responsi e Mesopo ous Silica-Coa ed Ca bon Nanopa -
icles o Chemo-Pho o he mal The apy o Tumo . Colloids Su B Bioin e aces. 2020;190:110941 .
doi:10 .1016/j .colsu b .2020 .110941 .
70 . Yu J, Yang L, Yan J, Wang WC, Chen YC, Chen HH, Lin CH . Ca bon Nanoma e ials o Pho o he mal
The apies . In: Hui YY, Chang HC, Dong H, Zhang X, eds . Ca bon Nanoma e ials o Bioimaging,
Bioanalysis, and The apy . John Wiley & Sons L d . 2019:309–340 . doi:10 .1002/9781119373476
.ch12 .
71 . McKe nan P, Vi ani NA, Fa ia GNF e al . Ta ge ed Single-Walled Ca bon Nano ubes o Pho o he -
mal The apy Combined Wi h Immune Checkpoin Inhibi ion o he T ea men o Me as a ic B eas
Cance . Nanoscale Res Le . 2021;16(1):1–9 . doi:10 .1186/s11671-020-03459-x .
72 . Wang S, Jin S, Li G e al . T ansmucosal Deli e y o Sel -Assembling Pho osensi ize -Ni azoxanide
Nanocomplexes Wi h Fluo ina ed Chi osan o Ins illa ion-Based Pho odynamic The apy o O ho-
opic Bladde Tumo s . ACS Bioma e Sci Eng. 2021;7(4):1485–1495 . doi:10 .1021/acsbioma e ials
.0c01786 .
73 . Xu P, Liang F . Nanoma e ial-Based Tumo Pho o he mal Immuno he apy . In J Nanomed.
2020;15:9159–9180 . doi:10 .2147/IJN .S249252 .
74 . Cheng J, Liu Y, He L e al . No el Mul i unc ional Nanoagen o Visual Chemo/Pho o he mal
The apy o Me as a ic Lymph Nodes ia Lympha ic Deli e y . ACS Omega. 2020;5(7):3194–3206 .
doi:10 .1021/acsomega .9b03258 .
75 . Li Y, Su Y, Pan H e al . Nanodiamond-Based Mul i unc ional Pla o m o O al Chemo-Pho o-
he mal Combina ional The apy o O ho opic Colon Cance . Pha macol Res. 2022;176:106080 .
doi:10 .1016/j .ph s .2022 .106080 .
76 . Zhou L, Jing Y, Liu Y e al . Mesopo ous Ca bon Nanosphe es as a Mul i unc ional Ca ie o Can-
ce The anos ics . The anos ics. 2018;8(3):663–675 . doi:10 .7150/THNO .21927 .
77 . an Eden W . Vaccina ion Agains Au oimmune Diseases Mo es Close o he Clinic . Hum Vaccin
Immuno he . 2020;16(2):228–232 . doi:10 .1080/21645515 .2019 .1593085 .
78 . Go a di R, Dou adinha B . Ca bon Nano ubes as a No el Tool o Vaccina ion Agains In ec ious
Diseases and Cance . J Nanobio echnol. 2013;11(1):1–7 . doi:10 .1186/1477-3155-11-30 .
79 . Scheinbe g DA, McDe i MR, Dao T, Mul ey JJ, Feinbe g E, Alido i S . Ca bon Nano ubes as
Vaccine Sca olds . Ad D ug Deli Re . 2013;65(15):2016–2022 . doi:10 .1016/j .add .2013 .07 .013 .
80 . Dong C, Wang Y, Gonzalez GX e al . In anasal Vaccina ion Wi h In luenza HA/GO-PEI Nanopa -
icles P o ides Immune P o ec ion Agains Homo-and He e ologous S ains . P oc Na l Acad Sci
U S A. 2021;118(19):e2024998118 . doi:10 .1073/pnas .2024998118 .
48
K abso pci a následné anslokaci do sys émo é ci kulace dochází o něž po pe o ální expo-
zici . Po in ape i oneálním podání se čás ice dos á ají do kon ak u s o gány du ině břišní
a ůznou mě ou p os upují do jejich kání .27,28
P os up CNM do kání zá isí na ypu buněk, jejich p oli e ační a egene ační ak i i ě a na
ob anných mechanismech jejich po cho ých s e (pří omnos po cho ě ak i ních lá ek,
slzného ilmu či hlenu a pohyb řasinek) .29 Něk e é káně a o gány jsou schopny e z ýšené
míře CNM ylučo a (led iny, dýchací ces y), jiné, zejména e ikuloendo eliální káně, CNM
kumulují (lym a ické uzliny, plíce, slezina, já a) .30,31
Hla ním mechanismem záchy u CNM RES je p a děpodobně opsonizace . Snížení mí y
é o o my záchy u je možné dosáhnou oslabením in e akcí mezi CNM a opsoniny, například
ces ou edukce po cho ého náboje nebo z ýšením hyd o ili y čás ice .32 Jednu z nejúčin-
nějších o em unkcionalizace CNM za účelem dosažení p o eino é ezis ence předs a uje
po ažení čás ic PEG .33,34 Výsledky s udií u ádějí, že CNM pok y é PEG ci kulují déle a jsou
RES zachyco ány méně . Další důleži ou las nos í CNP je jejich schopnos p ocháze hema-
oence alickou ba ié ou .35,36
2.3 PROSTUP DO INTRACELULÁRNÍHO PROSTŘEDÍ
A MECHANISMY BUNĚČNÉ TOXICITY
Na buněčné ú o ni zá isí anslokace CNM do in acelulá ního p os o u přede ším na
míře a cha ak e u in e akcí čás ic s buněčnou memb ánou, k e é jsou, společně s in e akce-
mi čás ic s ni obuněčným p os ředím hla ními de e minujícími ak o y buněčné oxici y
a geno oxici y .6,37
Mezi nejznámější o my in e nalizace nanočás ic jsou řazeny agocy óza, mak opinocy ó-
za a mik opinocy óza, endocy óza zá islá na kla inu, endocy óza nezá islá na kla inu, endo-
cy óza zá islá na ka eolinu, di úze a d .38–40 CNM ak mohou p onika přímo do cy oplazmy,
mohou do ní bý u olňo ány z endozomů nebo mohou bý in e nalizo ány do ezikul y o-
řených z buněčné memb ány během endocy ózy (endozomy, agozomy a pinozomy) .41,42
V in acelulá ním p os ředí CNM in e agují s mi ochond iemi, endoplazma ickým e i-
kulem a jád em . Mohou o li ňo a genom a in e e o a se signálními ces ami . V zá islos i
na cha ak e u CNM dochází in acelulá ním p os ředí k jejich modi ikaci . CNM (či jejich
modi iko ané o my) jsou z buněk ods aňo ány exocy ózou .43
Mezi nejznámější mechanismy buněčné oxici y (induko ané CNM) pa ří na ušo ání
buněčných memb án, če ně memb án o ganel a jád a (poškození buněčné in eg i y a unkcí
o ganel), o ba eak i ních o em kyslíku (ROS), in e akce s enzymy, změny s abili y buněč-
ného skele u, změny buněčného cyklu, edukce mi ózy, indukce apop ózy, in e akce s DNA,
indukce geno é ansk ipce (p ozáně li é cy okiny) a epigene ických změn, změny eplikace
a anslace, na ušení op a ných mechanismů DNA, spuš ění záně li é odpo ědi, ses a o ání
mul ip o eino ých komplexů (in lamazomů), p odukce p ozáně li ých cy okinů, u olňo ání
ala minů a p ezen ace in acelulá ních an igenů .12,44

49
2.4 ZÁVĚR
CNM předs a ují ysoce he e ogenní skupinu lá ek, jejíž členo é se ý azně odlišují s ými
yzikálně-chemickými las nos mi, a hla ně cho áním ži ých o ganismech . Mají ůznou
schopnos p onika do o ganismu a kání, in e ago a s buňkami a s upo a do nich, o li -
ňo a buněčnou ak i i u, a jsou aké ůzně úspěšně elimino ány z o ganismu, j . někdy může
docháze ke káňo é kumulaci . Velmi pes á pale a in e akcí s nějším i ni řním p os ředím
se ak s á á základem p o jejich ši oké yuži í CNM nejen medicíně, ale i dalších obo ech
lidské činnos i . Zá o eň s ím je šak nu né mí na pamě i, že CNM mohou ykazo a aké
u či ou mí u oxici y a és k poškození ži o ního p os ředí, ló y a auny če ně člo ěka .
V následujících kapi olách bychom se oběma aspek ům ch ěli ěno a pod obněji .
2.5 LITERATURA
1 . Nasi S, Hussein MZ, Zainal Z, Yuso NA . Ca bon-Based Nanoma e ials/Allo opes: A Glim-
pse o Thei Syn hesis, P ope ies and Some Applica ions . Ma e . 2018;11(2):295 . doi:10 .3390/
ma11020295 .
2 . Za zycki PK . Pu e and Func ionalized Ca bon-Based Nanoma e ials: Analy ical, Biomedical, Ci il,
and En i onmen al Enginee ing Applica ions. Rou ledge; 2022 . ISBN: 9780367532147 .
3 . Rahma i M, Moza a i M . Biological Response o Ca bon-Family Nanoma e ials: In e ac ions a he
Nano-Bio In e ace . F on Bioeng Bio echnol. 2019;7:4 . doi:10 .3389/ bioe .2019 .00004 .
4 . Lee A, Beak S, Lee S e al . Hyd ophilic/Hyd ophobic Cha ac e is ics on he Ca bon Nano ube
Buckypape s Wi h Va ious Mechanical and Chemical Manu ac u e P ocess . Diam Rela Ma e .
2020;110:108152 . doi:10 .1016/J .DIAMOND .2020 .108152 .
5 . Camilli L, Capis a D, E amo P e al . Syn hesis o Hyd ophilic Ca bon Nano ube Sponge ia Pos -
-G ow h The mal T ea men . Nano echnology. 2022;33(24):245707 . doi:10 .1088/1361-6528/
AC5BB7 .
6 . Sousa De Almeida M, Susnik E, D asle B, Talad iz-Blanco P, Pe i-Fink A, Ro hen-Ru ishause B .
Unde s anding Nanopa icle Endocy osis o Imp o e Ta ge ing S a egies in Nanomedicine . Chem
Soc Re . 2021;50(9):5397–5434 . doi:10 .1039/d0cs01127d .
7 . Feng L, Liu Z . Biomedical Applica ions and Toxicology o Ca bon Nanoma e ials . In: Chen C,
Wang H, eds . Biomedical Applica ions o Ca bon Nanoma e ials. Wiley-VCH; 2016:131–162 .
doi:10 .1002/9783527692866 .ch5 .
8 . Weiss M, Fan J, Claudel M e al . Densi y o Su ace Cha ge Is a Mo e P edic i e Fac o o he
Toxici y o Ca ionic Ca bon Nanopa icles Than Ze a Po en ial . J Nanobio echnology. 2021;19(1):5 .
doi:10 .1186/s12951-020-00747-7 .
9 . Rau i R, Mus o M, Bosi S, P a o M, Balle ini L . P ope ies and Beha io o Ca bon Nanoma e-
ials When In e acing Neu onal Cells: How Fa Ha e We Come? Ca bon. 2019;143:430–446 .
doi:10 .1016/J .CARBON .2018 .11 .026 .
10 . Lin Z, Zhang H, Huang J, e ak, Biodis ibu ion o Single-walled Ca bon Nano ubes in Ra s, Toxi-
cology Resea ch . 2014; 3(6): 497–502 . doi .o g/10 .1039/c3 x50059d .
11 . Cohignac V, Land y MJ, Ridoux A e al . Ca bon Nano ubes, bu No Sphe ical Nanopa icles,
Block Au ophagy by a Shape-Rela ed Ta ge ing o Lysosomes in Mu ine Mac ophages . Au ophagy.
2018;14(8):1323–1334 . doi:10 .1080/15548627 .2018 .1474993 .
12 . Yuan X, Zhang X, Sun L, Wei Y, Wei X . Cellula Toxici y and Immunological E ec s o Ca bon-
-Based Nanoma e ials . Pa Fib e Toxicol. 2019;16(1):1–27 . doi:10 .1186/S12989-019-0299-Z .
50
13 . Figa ol A, Pou chez J, Bouda d D e al . In Vi o Toxici y o Ca bon Nano ubes, Nano-G aphi e
and Ca bon Black, Simila Impac s o Acid Func ionaliza ion . Toxicol Vi . 2015;30(1):476–485 .
doi:10 .1016/j . i .2015 .09 .014 .
14 . Spe anza G . Ca bon Nanoma e ials: Syn hesis, Func ionaliza ion and Sensing Applica ions . Nano-
ma e . 2021;11(4):967 . doi:10 .3390/nano11040967 .
15 . Díez-Pascual AM . Chemical Func ionaliza ion o Ca bon Nano ubes Wi h Polyme s: A B ie O e -
iew . Mac omol. 2021;1(2):64–83 . doi:10 .3390/mac omol1020006 .
16 . Bila do R, T aldi F, Vdo chenko A, Resmini M . In luence o Su ace Chemis y and Mo phology
o Nanopa icles on P o ein Co ona Fo ma ion . Wiley In e discip Re Nanomed Nanobio echnol.
2022;14(4):e1788 . doi:10 .1002/WNAN .1788 .
17 . Yu Q, Zhao L, Guo C, Yan B, Su G . Regula ing P o ein Co ona Fo ma ion and Dynamic P o-
ein Exchange by Con olling Nanopa icle Hyd ophobici y . F on Bioeng Bio echnol. 2020;8:210 .
doi:10 .3389/ bioe .2020 .00210 .
18 . Pinals RL, Yang D, Rosenbe g DJ e al . P o ein Co ona Composi ion and Dynamics on Ca -
bon Nano ubes in Blood Plasma and Ce eb ospinal Fluid . bioRxi . Published Janua y 13, 2020 .
doi:10 .1101/2020 .01 .13 .905356 .
19 . Ken y . Unde s anding he Hemo oxici y o G aphene Nanoma e ials Th ough Thei In e ac ions
Wi h Blood P o eins and Cells . J Ma e Res. 2018;33(1):44–57 . doi:10 .1557/jm .2017 .388 .
20 . Palmie i V, Pe ini G, De Spi i o M, Papi M . G aphene Oxide Touches Blood: In Vi o In e ac ions
o Bio-Co ona ed 2D Ma e ials . Nanoscale Ho iz. 2019;4(2):273–290 . doi:10 .1039/C8NH00318A .
21 . Ga oo MA, Naseem S, A a MY, Mahmood Da A, Qasim K, Zubai S . Physicochemical
P ope ies o Nanoma e ials: Implica ion in Associa ed Toxic Mani es a ions . Biomed Res In .
2014;2014(1):498420 . doi:10 .1155/2014/498420 .
22 . Podkolodnaya OA, Igna ie a EV, Podkolodnyy NL, Kolchano NA . Rou es o Nanopa icle
Up ake In o Mammalian O ganisms, Thei Biocompa ibili y and Cellula E ec s . Biol Bull Re .
2012;2(4):279–289 . doi:10 .1134/s2079086412040068 .
23 . Pa amasi am G, Palem VV, Meenakshy S e al . Ad ances on Ca bon Nanoma e ials and Thei Appli-
ca ions in Medical Diagnosis and D ug Deli e y . Colloids Su B Bioin e aces . 2024;241:114032 .
doi: 10 .1016/j .colsu b .2024 .114032 .
24 . Holmanno a D, Bo sky P, S adlako a T, Bo ska L, Fiala Z . Ca bon Nanopa icles and Thei Bio-
medical Applica ions . Appl Sci. 2022;12(15):7865 . doi:10 .3390/APP12157865 .
25 . Nemma A, Hoe PHM, Vanquickenbo ne B e al . Passage o Inhaled Pa icles In o he Blood Ci -
cula ion in Humans . Ci cula ion. 2002;105(4):411–414 . doi:10 .1161/hc0402 .104118 .
26 . Laux P, Riebeling C, Boo h AM e al . Biokine ics o Nanoma e ials: The Role o Biope sis ence .
NanoImpac . 2017;6:69–80 . doi:10 .1016/J .IMPACT .2017 .03 .003 .
27 . Jacobsen NR, Mølle P, Clausen PA e al . Biodis ibu ion o Ca bon Nano ubes in Animal Models .
Basic Clin Pha macol Toxicol. 2017;121:30–43 . doi:10 .1111/bcp .12705 .
28 . Chen hama a D, Sub amaniam S, Ramak ishnan SG e al . The apeu ic E icacy o Nanopa icles
and Rou es o Adminis a ion . Bioma e Res . 2019;23(1) . doi:10 .1186/s40824-019-0166-x .
29 . Zhang Y, Bai Y, Jia J e al . Pe u ba ion o Physiological Sys ems by Nanopa icles . Chem Soc Re .
2014;43(10):3762–3809 . doi:10 .1039/c3cs60338e .
30 . Mo ensen NP, Snyde RW, Pa hmasi i W, Mo eno Ca a o M, Sumne SJ, Fennell TR . In a enous
Adminis a ion o Th ee Mul iwalled Ca bon Nano ubes o Female Ra s and Thei E ec on U ina y
Biochemical P o ile . J Appl Toxicol. 2022;42(3):409–422 . doi:10 .1002/ja .4226 .
31 . Zhang A, Meng K, Liu Y e al . Abso p ion, Dis ibu ion, Me abolism, and Exc e ion o Nano-
ca ie s in Vi o and Thei In luences . Ad Colloid In e ace Sci. 2020;284:102261 . doi:10 .1016/
J .CIS .2020 .102261 .
32 . Ko agi i N, Kim JW . S eal h Nano ubes: S a egies o Shielding Ca bon Nano ubes o E ade
Opsoniza ion and Imp o e Biodis ibu ion . In J Nanomedicine. 2014;9(Supplemen 1):85–105 .
doi:10 .2147/IJN .S51854 .
51
33 . Yang ST, Luo J, Zhou Q, Wang H . Pha macokine ics, Me abolism and Toxici y o Ca bon Nano u-
bes o Bio-Medical Pu poses . The anos ics. 2012;2(3):271–282 . doi:10 .7150/ hno .3618 .
34 . Tang Y, Wang X, Li J e al . O e coming he Re iculoendo helial Sys em Ba ie o D ug Deli e y
Wi h a “Don’ -Ea -Us” S a egy . ACS Nano. 2019; 13(11):13015–13026 . doi:10 .1021/ACSNANO
.9B05679 .
35 . Hasannejad-Asl B, Poo esmaeil F, Choupani E e al . Nanopa icles as Powe ul Tools o C ossing
he Blood-B ain Ba ie . CNS Neu ol Diso d D ug Ta ge s. 2022;22(1):18–26 . doi:10 .2174/187152
7321666220222092655 .
36 . Gonzalez-Ca e D, Goode AE, Ki yushko D e al . Quan i ica ion o Blood–B ain Ba ie T ans-
po and Neu onal Toxici y o Unlabelled Mul iwalled Ca bon Nano ubes as a Func ion o Su ace
Cha ge . Nanoscale. 2019;11(45):22054–22069 . doi:10 .1039/C9NR02866H .
37 . Augus ine R, Hasan A, P ima e a R, Wilson RJ, Thako AS, Ke adiya BD . Cellula Up ake and
Re en ion o Nanopa icles: Insigh s on Pa icle P ope ies and In e ac ion Wi h Cellula Compo-
nen s . Ma e Today Commun. 2020;25:101692 . doi:10 .1016/J .MTCOMM .2020 .101692 .
38 . Fo oozandeh P, Aziz AA . Insigh In o Cellula Up ake and In acellula T a icking o Nanopa -
icles . Nanoscale Res Le . 2018;13(1):1–12 . doi:10 .1186/S11671-018-2728-6 .
39 . Mosque a J, Ga cía I, Liz-Ma zán LM . Cellula Up ake o Nanopa icles Ve sus Small Molecules:
A Ma e o Size . Acc Chem Res. 2018;51(9):2305–2313 . doi:10 .1021/ACS .ACCOUNTS .8B00292 .
40 . Singh U, Teja AG, Walia S, Vaswani P, Dal i S, Bha ia D . Wa e S able, Red Emi ing, Ca bon
Nanopa icles S imula e 3D Cell In asion Via Cla h in-Media ed Endocy ic Up ake . Nanoscale Ad .
2022;4(5):1375–1386 . doi:10 .1039/D1NA00813G .
41 . Zhao J, S enzel MH . En y o Nanopa icles In o Cells: The Impo ance o Nanopa icle P ope ies .
Polym Chem. 2018;9(3):259–272 . doi:10 .1039/C7PY01603D .
42 . Li Y, Shi Z, Radaue -P eiml I e al . Immuno oxici y o Ca bon-Based Nanoma e ials, S a ing Pha-
gocy es . In J Mol Sci. 2022;23(16):8889 . doi:10 .3390/IJMS23168889 .
43 . Oh N, Pa k JH . Endocy osis and Exocy osis o Nanopa icles in Mammalian Cells . In J Nanome-
dicine. 2014;9(Supplemen 1):51–63 . doi:10 .2147/IJN .S26592 .
44 . Ma ano F, Rod igues-Lima F, Dup e JM, Baeza-Squiban A, Boland S . Cellula Mechanisms
o Nanopa icle Toxici y . In: Bhushan B, ed . Encyclopedia o Nano echnology. Sp inge ; 2016:
498–505 . doi:10 .1007/978-94-017-9780-1_175 .
52
3
RESPIRAČNÍ TOXICITA
Dýchací sys ém je řazen k nej ýznamnějším ces ám s upu škodli in do o ganismu . Inhalační
expozice uhlíko ým nanoma e iálům (CNM) může induko a ši okou škálu eakcí, če ně
pa ologických p ocesů ep ezen o aných oz ojem aku ního nebo ch onického záně u s in il-
ací káně imuni ními buňkami a z ýšenou hladinou oxidačního s esu . Dalšími příklady
pa ologických dějů sou isejících s expozicí CNM mohou bý poškození genomu a oz oj
nádo o ého bujení . Důleži ým enoménem pa ologických p ocesů je změna složení mik obio-
y dýchacích ces induko aná expozicí, k e á záně a sou isející poškození dále posiluje . Na
buněčné ú o ni dochází důsledku inhalační expozice CNM k na ušení buněčných memb án,
apop óze, poškození DNA, epigene ickým změnám, mi ochond iální a lysozomální dys unk-
ci, na ušení cy oskele u a mi ózy, ans o maci buněk a k o mo ání kolagenních deposi ( ib-
o izace) či o bě g anulomů . CNM nepoškozují pouze espi ační epi el, s nímž jsou p ní
ázi niknu í do dýchacích ces přímém kon ak u, ale aké podslizniční káň, kde se nachází
s alo ina dýchacích ces a další káně . O li ňují éž složení su ak an u .
In enzi a a ozsah poškození espi ačního sys ému je dán yzikálně-chemickými las -
nos mi CNM . Velikos , p ůmě , a , plocha a komponen y na ázané na po ch čás ic ( unk-
cionalizace) modi ikují s up čás ic do ůzných egionů dýchacího sys ému . Zde mohou
CNM y áře depozi a nebo mohou bý ansloko ány mimo dýchací ces y mechanismem
anscy ózy sk ze epi elo é buňky (a ba ié u zduch–k e ) nebo mechanismem anslokace
pomocí agocy ujících buněk . Další možnos í jejich anslokace je mukociliá ní či agocy á ní
clea ance . Pene ační po enciál mají hla ně lákni é nanočás ice, k e é se pomě ně snadno
dos á ají do pleu y, lym a ických uzlin, ja e , led in, ka dio askulá ního sys ému a mohou
y olá a řadu o gáno ých onemocnění .1–3 Něk e é CNM e káních pe zis ují; příkladem
může bý g a en, k e ý zůs á á depono án e káních delší dobu než jeho oxido ané o my,
k e é jsou snáze ozloži elné enzymy exp imo anými neu o ily (například myelope oxidáza)
či oxidačními p ocesy .4
Bylo u edeno, že CNM mohou y olá a nežádoucí eakce aku ního či ch onického cha-
ak e u . Z oho o dů odu jsou něk e é z nich p aco ním p os ředí po ažo ány za iziko é .5
V oce 2013 ydal Na ional Ins i u e o Occupa ional Sa e y and Heal h (NIOSH) bulle in,
němž sh nuje ýsledky padesá i č yř in i o s udií, e k e ých byla expe imen ální z ířa a
expono ána jedno s e ným (SWCNT) a íce s ým (MWCNT) nano ubicím . Expozice
y olá aly lokální i sys émo ou odpo ěď, k e á zah no ala záně , o bu g anulomů a plicní
ib ózu .6 V oce 2014 klasi iko ala In e na ional Agency o Resea ch on Cance (IARC)
MWCNT-7 jako skupinu 2B, edy jako po enciální lidský ka cinogen .7
53
3.1 IN VITRO STUDIE
In i o pokusy es ující espi ační oxici u byly doposud nejčas ěji p o áděny na p imá ních
b onchiálních epi elo ých buňkách, al eolá ních epi elo ých buňkách, eziden ních imuni -
ních buňkách a na s ách, k e é ch ání sliznici dýchacích ces (například na su ak an u) .
Vě šina ěch o s udií p okázala oxické účinky CNM podobě indukce záně u a senescence,
z ýšení hladiny oxidačního s esu, poškození DNA, epigene ických změn a změn p o eo-
mu a lipidomu . Nejčas ěji es o anými CNM jsou g a en, oxid g a enu (GO) a jeho de i á y,
uhlíko é nano ubice (CNT) a uhlíko é nano ohy (CNH) .
Au oři F on iñan-Rubio e al . es o ali na no málních lidských b onchiálních epi elo ých
buňkách (NHBE) a na nádo o ých buňkách lidského plicního ka cinomu (A549) oxici u
GO, íce s e ného g a enu (FLG) a malého íce s e ného g a enu (sFLG) . Již po šes i
až d ace i č yřech hodinách induko ala expozice CNM če né buněčné nek ózy a apop ózy .
Cy o oxici a se z yšo ala po dobu sedmi dní, 90% úm nos i buněk bylo dosaženo při kon-
cen acích 5 µg/ml . Jako ezis en nější ůči expozici se je ila buněčná kul u a A549 .8
V jiných s udiích hodno ily ýmy edené Na isehem Nasi zadehem a S ikan hem Val-
labanim oxici u g a enu a GO na d ou ypech buněk dýchacích ces . Jednalo se o buněč-
nou linii A549 a nenádo o ou plicní epi elo ou buněčnou linii (BEAS-2B) . V obou s udiích
byla po zena cy o oxici a obou es o aných CNM . Toxici a byla zá islá na ýši a délce
expozice . Inhibiční koncen ace g a enu (IC50) byla 40653 µg/ml, koncen ace bez účinku
0,059 µg/ml .9,10
Hodnocení cy o oxického účinku de i á ů g a enu ůči buňkám espi ačního ak u se
ěno ala i skupina au o ů Mi al e al . Ve s ém expe imen u po o ná ala cy o oxický účinek
GO, eplem eduko aného GO a chemicky eduko aného GO na BEAS-2B a A549 buněčné
linie . I a o skupina au o ů p okázala zá islos mí y espi ační oxici y na yzikálně-chemic-
kých las nos ech CMN . Vyšší oxici u ykazo aly čás ice s eduko anou la e ální elikos í
a yšším poč em unkčních skupin . Zajíma ým pozna kem bylo zjiš ění, že ůzné ypy GO
indukují ozdílné ypy buněčné sm i . Sm byla e ě šině případů y olána z ýšenou hla-
dinou oxidačního s esu . Jako senzi i nější se ěch o expe imen ech je ila buněčná linie
A549 .11
Velmi důleži ou kapi olu es o ání espi ační oxici y CNM oří expe imen y s CNT .
Například au oři Aza i e al . s udo ali oxici u k á kých a dlouhých MWCNT (8–26 nm
a 2,11–7,20 μm) a g a i u ůči buněčné linii A549 . Oba ypy MWCNT ykazo aly cy o oxi-
ci u již od koncen ace 8 μg/ml, za ímco u g a i u byla h aniční koncen ace 16 μg/ml . Au o-
ři nalezli ýznamně z ýšené ú o ně oxidačního s esu a pe oxidace lipidů . Oba ukaza ele
nega i ně ko elo aly s iabili ou buněk . Z es o aných ma e iálů ykazo al nejnižší oxici u
g a i .12 Ve s udii Ba hel e al . byla es o ána oxici a d ou ypů MWCNT (NM-403 a Mi -
sui-7) ůči buněčné linii BEAS-2B . Buňky byly expono ány koncen acím 0,125-1 µg/cm2
po dobu šes i ýdnů . Již po č yřech ýdnech expozice induko aly oba ypy MWCNT ne a -
né mo ologické změny, epi eliální mezenchymální anzici, mi o ické abno mali y a o bu
mik ojade .13
Poněkud odlišné ýsledky p ezen o ali Phuyal e al . Ani řinác i ýdenní expozice nená-
do o ých buněk lidského b onchiálního epi elu (HBEC-3KT) MWCNT (koncen ace
1,92 mg/cm2 a 0,96 mg/cm2) neo li nila iabili u buněk a nepoškozo ala jejich DNA . Na
d uhou s anu au oři pozo o ali sníženou mí u buněčné p oli e ace, z ýšenou hladinu oxi-
dačního s esu a změny p o eomu a lipidomu . Posledně u edené zah no alo z ýšenou exp esi

54
p oapop o ických molekul Bax, HIF-1α (hypoxia-inducible ac o 1-alpha) a HSP70 (hea
shock p o ein 70) . Poněkud přek api é byly nálezy z ýšených koncen ací iglyce idů, s in-
gomyelinu, ce amidů, os a idyle anolaminů a choles e olu .14
Něk e é CNM zřejmě zasahují i do epigene ických cha ak e is ik biologických sys émů
o mou změn genomo ých me ylací . Au oři Li e al . expono ali buněčnou linii A549 níz-
kým koncen acím ulle enu, MWCNT a SWCNT . Z ýsledků yplý á, že již koncen a-
ce 0,1 mg/l z yšo aly mí u globální me ylace a eduko aly exp esi DNA me yl ans e ázy,
hla ně DNMT3b . Pozo o aný je o li ňuje exp esi řady genů, což má za následek změny
p o eomu .15 Další důkazy o schopnos i CNM zasaho a do exp ese genů přinesla s udie
au o ů Chena e al . Jejich expe imen byl p o áděn na buňkách BEAS-2B, k e é byly expo-
no ány po dobu šes i měsíců subch onickým dá kám SWCNT (0,1 μg/ml) . Au oři pozo o ali
spuš ění maligní ans o mace ak i ací signálních ces Ak /p53/Bcl-2, z ýšení exp ese p o-
einů z odiny Ras a an iapop o ického Bcl-2, snížení exp ese p oapop o ické molekuly Bax
a des abilizaci exp ese p53 .16
Ve s udii au o ů Spannb ucke a e al . se p okázalo, že CNM disponují po enciálem
k na ození buněčné senescence (cha ak e is ický znak s á nu í) . V p ní z ěch o s udií byly
po kaní plicní epi elo é buňky RLE-6TN expono ány CNM s kome čním náz em P in ex
90 (zba ených endo oxinů) . Expoziční dá ky bez p okázané cy o oxici y měly za následek
ne a nou edukci p oli e ace (a kumulaci) p o einů blokujících buněčný cyklus (p21 a p16),
edy na odily senescenci . Snížila se éž ak i i a edox senzi i ní his ono é deace ylázy SIRT1
a koncen ace konexinu-43 . Také ýsledky d uhé s udie přinesly důkazy o om, že MWCNT
mohou buňkách BEAS-2B induko a senescenci, z yšo a oxidační s es a omezo a jejich
p oli e aci . Dále byl pozo o án ná ůs exp ese p o einů p21 a p16, β-galak osidázy (enzy-
mu asocio aného se senescencí), ná ůs exp ese TGFβ ( ans o ming g ow h ac o β; poly-
pep ido ý ak o s po enciálem exace bace senescence) a poškození DNA podobě o by
γH2A .X .17,18
Výše u edený CNM P in ex 90 byl předmě em i další s udie, en ok á au o ů Ji e al .
V jejich expe imen u byly P in exu 90 expono ány buňky zd a é b onchiální sliznice a buň-
ky ch onickou b onchi idou změněné sliznice . Expozice měla za následek ná ůs in enzi-
y oxidačního s esu a indukci záně u, spojeného se z ýšenou exp esí chemokinu CXCL-8
a ma ixo é me alop o eázy 9 . Biologická odpo ěď na expozici byla silnější případě ká-
ně změněné ch onickou b onchi idou . V souladu s obecnými oxikologickými p incipy lze
předpokláda , že osoby se záně li ými onemocněními espi ačního ak u budou níma ější
k oxickému působení CNM .19
Další skupinu čas ěji es o aných CNM oří CNH . I u ěch o nanočás ic byl p okázán
oxický po enciál p o espi ační sys ém, přičemž cha ak e a in enzi a biologické odpo ědi je
modi iko ána přede ším elikos í čás ic a ypem expe imen ální buněčné linie . Například e
s udii p o edené au o y Sch amm e al . byly buňky A549, buňky nemalobuněčného b oncho-
al eolá ního ka cinomu (NCI-H322) a buňky p imá ního lidského nosního epi elu (HNEpC)
expono ány akcím CNH (60–80 nm a 60–200 nm) . Expozice snižo ala iabili u šech
u edených buněčných linií, na ušo ala buněčný me abolismus a eduko ala mi ochond iální
ak i i u . Mí a poškození se lišila podle ypu buněčné linie; jako nejsenzi i nější ( ůči expo-
zici CNH) se je ily buňky HNEpC .20
V expe imen ální in i o oxikologii se s ále íce ozšiřuje použí ání káňo ých modelů .
Obecně se předpokládá, že jedno s é buněčné kul u y neposky ují ako ý ozsah oxiko-
logických in o mací jako oj ozmě né s uk u y, k e é se cha ak e em íce přibližují káním
55
a o gánům . V dosud p o edených expe imen ech zaměřených na espi ační oxici u byly yu-
ží ány íce s é kul u y a oj ozmě né modely složené z ůzných ypů buněčných linií (b on-
chiální epi el, al eolá ní ib oblas y, myocy y a imuni ní buňky) . Ty o expe imen ální s uk u y
e ě šině případů po dily, že CNM mohou zá ažně poškozo a buňky espi ačního ak u .
Například au oři Ba oso a e al . přip a ili expe imen ální model, němž byly zas oupeny
buňky A549, ib oblas y (MRC-5) a mak o ágy (THP-1) . Ta o buněčná směs byla jedno ázo ě
(po dobu 24 hodin) a opako aně (po dobu 96 hodin) expono ána d ěma ypům ae osolizo a-
ných MWCNT (Mi sui-7 a Nanocyl) o koncen acích 2–10 μg/cm2 . Dlouhodobá, edy opako-
aná expozice induko ala záně li ou odpo ěď a eduko ala hladinu glu a hionu . K podobné-
mu ýsledku došli i Cho a ea e al ., k eří p ezen o ali oj ozmě ný model epi elo é ba ié y
dýchacích ces . Opako aná řídenní expozice MWCNT o koncen acích 25, 125 a 250 mg/ml
eduko ala hladinu glu a hionu (k a ší expozice k pa ologickým změnám ne edly) .21,22
Au oři Di C is o e al . s udo ali li opako ané expozice GO na oj ozmě né ekons uk-
ci lidské b onchiální káně . Expoziční koncen ace (maximálně 20 μg/cm2 po dobu 4 ýdnů)
byly ex apolo ány z hodno al eolá ní depozice CNM, k e é od ážejí celou p aco ní dobu
expozice člo ěka . Výsledky nep okázaly ýznamné oxické účinky GO e smyslu sníže-
ní iabili y buněk a na ušení in eg i y plicní káně . Opako aná expozice šak po 14 dnech
spus ila p ozáně li ou odpo ěď, na ušila ba ié o é unkce epi elu a způsobila akumulaci
au o agozomů (p oces yplý ající z blokády deg adace au o agozomů) . Výsledky naznačují,
že opako aná expozice GO y áří „časo é okno“ ( é o s udii zh uba 30 dnů opako a-
né expozice), e k e ém inhibice au o agie z yšuje senzi i i u expono aných osob k plic-
ním in ekcím a plicním onemocněním . Au oři zdů azňují ýznam yziologicky ele an ních
modelů a expozičních koncen ací (od ozených od eálných expozic) p o získání ýchozích
da yuži elných p ocesu hodnocení zd a o ních izik .23
Poněkud a ypický cílo ý expoziční objek z olili au oři Hu e al ., k eří sledo ali li
GO na su ak an dýchacích ces . Su ak an se nachází na sliznici espi ačního ak u a má
och anný cha ak e . Z ýsledků yplynulo, že expozice GO y áří su ak an u pó y a ou o
ces ou snižuje jeho bio yzikální a och anné unkce .24 Podobné ýsledky p ezen o ali i au oři
Do o a Kondej a Tomasz Sosnowski, podle k e ých expozice CNT a CNH (expoziční koncen-
ace 0,2–0,8 mg/ml) mění zá islos i na dá ce elas ici u, iskozi u a mechanické las nos i
su ak an u .25
In i o s udie edy přinášejí důkazy o om, že CNM ykazuje oxici u ůči espi ačnímu
ak u, nejen k buněčným liniím samo ným, ale aké k oj ozmě ným modelům a och anným
p kům dýchacích ces . To může mí ý azný nega i ní dopad na ži é o ganismy .
3.2 IN VIVO STUDIE
Tes o ání espi ační oxici y CNM in i o bý á p o áděno nejčas ěji o mou inhalační nebo
in a acheální aplikace (expozice) . Ty o o my umožňují sledo ání účinků jak lokálních (na
plicní káně), ak i sys émo ých (po abso pci CNM z plicní káně do sys émo é ci kulace) .
Výsledky s udií čas o u ádějí z ýšení hladiny oxidačního s esu, indukci záně u a maligní
ans o mace . Vedle lokálních plicních komplikací byly popsány aké ex apulmonální pa o-
logie, znikající důsledku anslokace CNM z dýchacích ces do ka dio askulá ního sys-
ému, ja e a led in . Mí a expozicí induko aného poškození zá isí na yzikálně-chemických
las nos ech CNM a na ychlos i jejich eliminace z o ganismu .
56
MWCNT jsou pa ně nejčas ěji es o anými CNM in i o s udiích espi ační oxici y .
Například au oři Sage e al . expono ali po kany ( o mou celo ělo é inhalace) MWCNT-7 .
Inhalo aná kumula i ní dá ka (koncen ace za daný čas se pohybo ala mezi 22,5 až
180 mg/m3 a byla podá ána po ři dny šes hodin denně . Pozo nos au o ů byla zaměřena jak
na p oje y oxici y, ak i na změny geno ých exp esí . MWCNT-7 byly de eko ány plic-
ní káni, kde induko aly mí né až s ředně zá ažné pa ologické změny, například z ýšení
buněčnos i (kumulace záně li ých imuni ních buněk plicní káni), zesílení al eolá ních sep ,
al eoli idu, ib o ické změny a znik g anulomů . P o edená b onchoal eolá ní la áž odha-
lila z ýšenou hladinu lak á dehyd ogenázy a z ýšené poč y al eolá ních mak o ágů a poly-
mo onuklá ních leukocy ů . Byly zjiš ěny změny exp ese genů o li ňujících ka cinogenezi,
leukocy á ní mig aci, záně li ou odpo ěď, mi ózu a adhezi . Cha ak e změn byl dá ko ě
zá islý .26
Au oři Alswady-Ho e al . sledo ali změnu délky elome a ib o ické p ocesy u myší
po in apleu ální (injekční) expozici MWCNT (5 a 50 µg/myš) . Po expozici byly zjiš ěny
zá ažné ib o ické změny pleuře a indukce záně u a hype plazie mezo eliálních buňkách .
Došlo k ná ůs u exp ese genů, k e é jsou zapojeny do ěch o p ocesů . Ro něž bylo pozo o-
áno zk ácení elome buňkách pleu y a plic expono aných z ířa (zk aco ání elome je
jedním ze znaků biologického s á nu í) .27 Změny geno é exp esi po expozici MWCNT
popsali aké ýmy Khaliullin e a . a Rahman e al . V p ní s udii byly myši a yngeálně
expono ány suspenzi MWCNT (40 μg/myš) . Nanočás ice pene o aly do plicní káně, kde
způsobo aly ib ózu a y olá aly znik g anuloma ózních lézí a aglome á ů mak o ágů . Byla
de eko ána změna exp ese mRNA plicní káni i plné k i . Změny exp esí se ýkaly genů,
k e é sou isely s ýše popsanými pa ologiemi . Jednalo se například o geny zodpo ídající za
ak i aci imuni ních buněk a jejich ma u aci .28 Ve d uhé s udii byly myši in a acheálně expo-
no ány d ěma MWCNT (Mi sui-7 nebo NM-401) ůzných dá kách (36 a 109 μg/myš nebo
26 a 78 μg/myš) . Z ýsledků yplý á, že nanočás ice pe zis o aly plicní káni ješ ě 90 dní
po expozici . Expozice oběma ypům MWCNT měla za následek poškození DNA, indukci
záně u a ib ózy a z ýšení exp ese p o einu p53 .29
Zásahy do exp ese genů a poškození DNA jsou úzce spja é s izikem ka cinogeneze . Ve
s udii Saleh e al . byli po kani expono áni d ou s ým nano ubicím (DWCNT) dá kách
0,125, 0,25 a 0,5 mg/po kan nebo MWCNT-7 dá ce 0,5 mg/po kan, a o obden po dobu
15 dní . Po kani byli sledo áni následující d a oky . Z ýsledků yplý á, že DWCNT dlou-
hodobě pe zis o aly plicní káni, induko aly záně a z yšo aly poč y mak o ágů a exp esi
cy okinů . U po kanů s MWCNT došlo k o bě depozi kolagenu a ib o izaci, a byla pa ná
aké u nej yšší dá ky DWCNT . Ta aké ýznamně z yšo ala iziko pleu álního mezo e-
liomu .30
K podobným ýsledkům došli i jiní au oři . Například Ga é e al . po o ná ali espi ační
účinky expozice MWCNT o ůzné délce, p ůmě u, ploše a unkcionalizaci . S udie byla p o-
edena na po kanech, k eří byli expono áni NM-401 (dlouhé, lus é MWCNT) nebo NM-403
(k á ké, enké MWCNT) . Expozice byla p o áděna in a acheálně (jedno ázo ě) nebo inha-
lačně (opako aná 28denní expozice) . Všechny expoziční scénáře induko aly záně plicní
káni, k e ý byl spojený s in luxem neu o ilů . Nej yšší mí a poškození, če ně ib o izace,
byla nalezena u po kanů, k eří byli ys a eni nej yšším dá kám NM-401 .31 Au oři Numano
e al . e s é s udii po o ná ali oxické účinky in a acheální expozice po kanů uhlíko ým
nano láknům VGCFTM-H (dá ky 0,2, 0,4 a 0,8 mg/kg) a MWCNT-7 (dá ky 0,4 a 0,8 mg/kg;
doba expozice osm ýdnů) . Z ýsledků yplý á, že yšší mí u poškození plic a pleu y induko-
57
ala expozice MWCNT-7 . Poškození zah no alo in enzi ní záně , buněčnou in il aci plicní
káně, al eolá ní, pleu ální a b ániční ib ózu a p oli e aci plicního mezo elu .32 V jiné s udii
expono ali au oři Numano e al . in a acheálně po kany MWCNT-7 (jedenk á ýdně po
dobu d anác i ýdnů; celko á podaná dá ka 1,5 mg/po kan) . Au oři zjis ili, že MWCNT po
expozici ansloko aly do pleu ální du iny, subpleu ální káně a in apleu álního p os o u;
35 ýdnů po poslední expozici došlo k o bě mezo eliomů . Vznik mezo eliomů po aplikaci
MWCNT po dili aké Wang e al .33,34
Poněkud odlišné ýsledky p ezen o ali Kasai e al . V jejich s udii byli po kani 104 ýdnů
inhalačně expono áni MWCNT-7 o koncen acích 0,02, 0,2 a 2 mg/m3 . His ologické yše -
ření káně pleu y p okázalo pří omnos hype plas ických změn a okální ib ózy, ale en o
nález byl pozo o án pouze u samců . U žádného ze z ířa nebyl zjiš ěn mezo eliom, na d uhou
s anu ale byly nalezeny nenádo o é změny dýchacích ces ách (například b onchoal eolá ní
hype plazie) a maligní plicní nádo y (b onchoal eolá ní ka cinom, adenosk amózní ka ci-
nom a adenoka cinom) .35
Z pohledu och any zd a í člo ěka má mimořádný ýznam s udium dlouhodobých účinků
expozice . Jednou z ako ých s udií je p áce Knudsen e al ., k e á byla zaměřena na his olo-
gickou analýzu plicní káně myší jeden ok po jedno ázo é in a acheální expozici 54 μg
směsi jedenác i dobře cha ak e izo aných MWCNT . Analýza po dila pe zis enci MWCNT
plicní káni . K á ké, enké MWCNT y ářely plicní káni aglome á y, za ímco dlouhé,
lus é byly káni pří omny jedno li ě . Tenké sple ené MWCNT y olá aly záně s in il ací
káně mak o ágy a o bu g anulomů . Při ozené NRCWE-040 byly ansloko ány do ja e
a způsobo aly poškození DNA . Z ýsledků je zřejmé odlišné cho ání ůzných ypů MWCNT
o ganismu, če ně izika jejich pe zis ence .36 Sple ené MWCNT byly použi y aké e s udii
au o ů Kim e al . Po kani inhalo ali ůzné dá ky MWCTN (0,257, 1,439 a 4,253 mg/m3) po
dobu 28 dní (6 hodin denně, 5 dní ýdnu) . V zá islos i na dá ce y olá aly MWCNT záně y
plic s o bou g anulomů, z ýšeným poč em imuni ních buněk a buněčnou sm í . Re enční
poločas nej yšší koncen ace byl 35 dní, což je k a ší poločas než p o igidní MWCNT .37
V podobně zaměřené s udii expono ali Honda e al . po kany in a acheálně jedné dá ce
d ou ypů SWCNT (k á kým SWCNT; dá ka 0,2 a 1,0 mg/kg) a dlouhým SWCNT (dá ka
1,0 mg/kg) . Reakce espi ačního ak u byla yhodnocena za 26, 52 a 104 ýdnů po expozici .
Po 52 a 104 ýdnech byl plicích zjiš ěn záně , depozi a SWCNT a ib óza al eolá ních sep .
Vyšší poškození bylo nalezeno u po kanů expono aných dlouhým SWCNT .38
Výše u edené s udie p okazují anslokaci inhalo aných MWCNT z espi ačního ak u
například do pleu y a pleu ální du iny . S udie au o ů Me ce a e al . p okázala anslokaci
MWCNT i do dalších kání . Myši byly jejich expe imen u inhalačně expono ány MWNT-7
(koncen ace 5 mg/m3, 5 hod/den) po dobu 12 dnů . V acheob onchiálních lym a ických
uzlinách myší byly nalezeny aglome á y MWNT-7, jedno li é MWNT-7 pak byly nalezeny
b ánici, h udní s ěně, já ech, led inách, s dci a mozku . Depozi a MWNT-7 byla yšší
336 . den po ukončení expozice než během p ního expozičního dne .39
Vedle elmi čas o es o aných CNT (SWCNT a MWCNT) je pozo nos ěno ána pocho-
pi elně i dalším CNM, zas oupených ulle eny, g a eny, GO, sazemi (CB) a nanodiaman-
y (ND) . Například Caldei a e al . expono ali myši in a acheálně ulle enu (C60; dá ka
1,0 mg/kg) . Expozice induko ala plicní záně s elmi ážným poškozením e minálních
dýchacích ces , kolapsem al eol, z luš ěním sep a s plicním edémem . Na buněčné ú o ni
došlo k mi ochond iálním dys unkcím, edukci p odukce ATP a ke z ýšení oxidačního s esu .
Fulle en edy ykazo al značnou oxici u p o espi ační ak .40
64
4
KARDIOVASKULÁRNÍ TOXICITA
Ka dio askulá ní onemocnění jsou řazena mezi nejčas ější příčiny mo bidi y a mo ali y
populaci . Mezi známé iziko é ak o y zniku a p og ese ěch o onemocnění lze posled-
ních dese ile ích řadi i expozici uhlíko ým nanoma e iálům (CNM) . CNM s upují do ka -
dio askulá ního sys ému ě šinou inhalačně, pe o álně nebo ansde málně (p ůnik sk ze
káně do cé ního řečiš ě) . V případech e apeu ického použi í přichází pochopi elně ú a-
hu i s up in a enózní . CNM mohou in e ago a s endo elem cé a s dečních kání . Mezi
poškozující li y CNM pa ří z ýšená hladina oxidačního s esu, indukce záně u, in e akce
s ion o ými kanály a z ýšená ú o eň apop ózy, popř . nek ózy buněk . U edené p ocesy edou
ke ka dio askulá ním dys unkcím, a y miím, změnám k e ního laku, azokons ikci, a e o-
skle óze, z ýšené koagulaci, hemolýze a k nežádoucí angiogenezi . Zá ažnou sku ečnos í je
aké kumulace CNM ka dio askulá ním sys ému .1,2
Na d uhou s anu ale nu no zmíni aké ýhody, k e é by p o ka dio askulá ní sys ém moh-
ly CNM předs a o a . Konk é ně se jedná o yuži í něk e ých CNM jako sca oldů, umožňu-
jících di e enciaci buněk do podoby ka diomyocy ů a podpo ujících jejich ůs a gene o ání
elek ických impulzů . Tak o y ořené buněčné linie, či dokonce káně, by budoucnu mohly
bý klíčo ou součás í p ocesu egene ace s deční káně .3
4.1 IN VITRO STUDIE
Vě šina in i o s udií byla p o áděna na endo eliálních buňkách lidské pupečníko é žíly
(human umbilical ein endo helial cells; HUVEC), na ka diomyocy ech a na buňkách hladké
s alo iny, k e á je součás í cé ních s ěn . Zajíma ým je em je di e zi ikace biologické odpo-
ědi podle ypu buněk . Za ímco při expozici askulá ních buněk pře ažují oxické účinky
CNM, případě ka diomyocy ů se jedná spíše o účinky p o ek i ní, e smyslu podpo y jejich
p oli e ace a jejich unkcí .
V in i o expe imen ech byly nejčas ěji sledo ány účinky g a enu, modi ikací g a enu
a uhlíko ých nano ubic (CNT) .
Au oři Hashemi e al . expono ali buněčnou kul u u HUVEC suspenzi oxidu g a enu (GO)
a g a eno ým k an o ým ečkám (GQD) 4, 24 a 48 hodin (koncen ace 7,8, 15,6, 31,2, 62,5
a 125 μg/ml) . Oba ypy nanočás ic, zejména e yšších koncen acích, snižo aly iabili-
u buněk důsledku na ušení memb áno ého po enciálu mi ochond ií a následné indukce
dějů edoucích ke spuš ění apop ózy . Po č yřhodino é expozici buněk koncen aci 15 μg/ml

65
(GO i GQD) byla pozo o ána z ýšená exp ese miR-21 (nekódukující mik oRNA zapojená
do ka cinogeneze) a snížená exp ese p oapop o ického p o einu BAX, homologu os a á-
zy a TENsinu (phospha ase and TENsin homolog, PTEN) . Snížená exp ese an iapop o ické
molekuly Bcl2 byla pozo o ána jen u expozice GO . Souh nně lze říci, že expozice GO indu-
ko ala ýznamnější změny exp esích biomolekul .4
Kul i ace buněčné kul u y HUVEC s GO (25 a 50 μg/ml; 24 a 48 h) expe imen u au o ů
Cibecchini e al . edla ke zniku buněčných ag egá ů, k ná ůs u hladiny oxidačního s esu,
k poškození mi ochond ií a k na ušení s uk u y cy oskele u . V důsledku ěch o změn byla
na ušena schopnos buněk mig o a a y áře kapilá ní s uk u y . Byla edy na ušena angio-
geneze .5
G a en a GO mohou poškozo a i e y ocy y . Au oři Liao e al . zjis ili u obou d uhů CNM
hemoly ickou ak i i u, přičemž ýznamná mí a hemolýzy se začala p oje o a přibližně od kon-
cen ace 50 μg/ml . Mí a hemolýzy s os oucí expoziční koncen ací sou isela s elikos í čás ic
GO . Nej yšší mí a hemolýzy byla pozo o ána u nejmenších čás ic a dosaho ala zh uba 90 % .6
Toxici a GO byla s udo ána aké na ka diomyoblas ech (H9c2) . A bo e al . expono ali
ka diomyoblas y po dobu 24 hodin koncen acím GO 20, 40, 60, 80 a 100 μg/ml . V sou is-
los i s expozicí pozo o ali u buněk na ušení mi ochond iálních unkcí, z ýšení p odukce
olných kyslíko ých adikálů a poškození s uk u y DNA .7 V obdobné s udii expono ali
Zhang e al . buněčnou kul u u H9c2 GO a eduko anému GO (50 μg/ml / 24 h) . Oba CNM
(silnější účinek ykazo al GO) z yšo aly mí u apop ózy a hladinu lak á dehyd ogenázy .
Byla na ušena unkce mi ochond ií a z ýšena hladina oxidačního s esu .8
V ámci ka dio askulá ního sys ému je elmi zajíma á i oblas hema oence alické ba ié-
y, k e á je nezby ná jak p o och anu, ak ýži u ne o é káně . Na ušení cé může mí zá až-
né následky . Je edy důleži é zjis i , zda CNM mohou na uši i cé y/kapilá y é o lokali ě .
Au oři Rosas-He nandez e al . zjis ili, že nanočás ice g a enu mohou na ušo a hema oen-
ce alickou ba ié u (HEB) . Z ýšená pe meabili a HEB je iziko ým ak o em p o poškození
cen ální ne o é káně, což má za následek z ychlení degene ačních p ocesů . V expe imen u
u edených au o ů byly g a enu (koncen ace 50 a 100 μg/ml) expono ány mozko é mik o-
askulá ní endo eliální buňky (b ain mic o ascula endo helial cells, BMEC) . Ty o buňky
jsou součás í HEB a u obou byly po expozici pozo o ány z ýšené hladiny lak á dehyd o-
genázy, z ýšený ýsky nek óz a z ýšená pe meabili a endo elu . Vyšší dá ky způsobo aly
agmen aci DNA, z ýšenou mí u apop ózy, a naopak sníženou exp esi okludinu (p o einu
ěsných mezibuněčných spojů) .9
Au oři A doña e al . analyzo ali poškození HEB po expozici g a enu, eduko anému GO
( GO), čás ečně eduko anému GO a GO (5, 10, 25 a 50 μg/ml) . Více oxido ané o my g a-
enu induko aly ýznamnější poškození a modi iko aly o ganizaci cys oskele u (z yšo aly
endo elo ou pe meabili u a o bu p o uzí a ilopodií buněk) .10 Toxické li y na HEB byly
p okázány aké u mnoho s e ných nano ubic (MWCNT) . Au oři Yang e al . se zaměřili na
li expozice MWCNT na pe meabili u HEB a za ím o účelem kul i o ali kul u u BMEC
s MWCNT (20 μg/ml / 24 h) . Obdobně jako e s udiích zaměřených na expozici g a enu byla
i zde pozo o ána z ýšená pe meabili a HEB a snížená exp ese okludinu . Vedle oho au oři
zjis ili změny dalších ak o ů, k e é obecně z yšují buněčnou pe meabili u . Konk é ně se
jednalo o na ušení exp ese zonula occludens-1 (pe i e ního memb áno ého p o einu, k e ý
pa ří do odiny p o einů cha ak e izujících ěsné buněčné spojení; ZO-1) a o z ýšenou ak i-
i u hemikanálů, k e é podpo ují exp esi konexinu 43 a pannexinu . Ka boxylo ané o my
MWCNT u edené změny neinduko aly .11
66
Dále budeme pok ačo a oxici ou uhlíko ých nano ubic: Zhao e al . s udo ali li
MWCNT na buněčnou kul u u HUVEC . V jejich expe imen u byly použi y MWCNT
s ůzným p ůmě em (XFM4 /10,33 ± 3,50 nm/ < XFM22 /21,55 ± 5,66 nm/ < XFM34
/38,80 ± 13,07 nm/; koncen ace 0, 4, 8, 16, 32 a 64 μg/ml / 24 h) . Z ýsledků yplý á,
že MWCNT snižo aly, zá islos i na koncen aci, iabili u buněk . Nejsilnější účinek byl
zaznamenám případě expozice XFM4 . U é o expozice byla aké zjiš ěna nej yšší exp ese
IL-6, solubilních askulá ních buněčných adhezních molekul 1 (VCAM-1) a olných kys-
líko ých adikálů (ROS) . V expe imen u byl zjiš ěn i ná ůs endoplazma icko- e ikulá ního
s esu a snížení mí y au o agie . Vli em expozice MWCNT došlo o něž k z ýšení adheze
THP-1 monocy ů na HUVEC . S udie p okázala, že oxický účinek MWCNT zá isí jak na
dá ce, ak i na p ůmě u čás ic .12
S udie au o ů Longa e al . byla zaměřena na z ah mezi délkou MWCNT (0,5–2 μm
a 10–30 μm) a jejich účinky na buněčnou kul u u HUVEC . Expozice zah no ala koncen ace
2, 4, 8, 16 a 32 μg/ml (doba expozice 24 hodin) . Oba ypy MWCNT byly buňkami in e -
nalizo ány s lokalizacemi CNM jád u a mi ochond iích . K a ší MWCNT ykazo aly
celko ě nižší mí u oxici y . Poněkud přek api é bylo zjiš ění, že MWCNT neinduko aly
p odukci ROS, nicméně snižo aly koncen aci an ioxidačního glu a hionu . Delší MWCNT
ýznamně z yšo aly exp esi p ozáně li ých cy okinů IL-6, TNF-α, solubilních in e celulá -
ních adhezních molekul 1 (ICAM-1) a solubilních VCAM-1 . Z yšo aly o něž adhezi i u
THP-1 monocy ů .13
Cao e al . s udo ali askulá ní účinky d ou ypů MWCNT u myší s apolipop o einem
E(-/-), myší di okého ypu a kul i o aných buněk . Myši ApoE(-/-) měly po pě i in a-
cheálních ins ilacích MWCNT (25,6 μg/myš ýdně po dobu 5 ýdnů) z ychlenou p og esi
plaku ao ě . Expozice byla spojena s plicním záně em, pe oxidací lipidů, z ýšenou hladinou
oxida i ního s esu a se z ýšenou exp esí genů epa ačního mechnismu DNA a askulá ní
ak i ační odpo ědi . Expozice MWCNT kul i o aných lidských endo eliálních buňkách
(HUVEC) z yšo ala exp esi buněčných adhezních molekul (ICAM1 a VCAM1) a adhezi
THP-1 na HUVEC . Expozice oběma ypům MWCNT byla spojena se z ýšenou akumula-
cí lipidů pěno ých buňkách od ozených od monocy ů . Z ýsledků yplý á, že expozice
MWCNT je spojena se z ychlenou p og esí a e oskle ózy, k e á by mohla sou ise jak se
z ýšenou adhe encí monocy ů na endo el, ak s ans o mací monocy ů na pěno é buňky
(zp os ředko anou oxida i ním s esem) .14
Dalším ypem buněk, k e ý in i o expe imen ech může ep ezen o a ka dio askulá ní
sys ém, jsou buňky hladké s alo iny ao y (HASMC) . Au oři Yang e al . expono ali y o
buňky MWCNT a ka boxylo aným MWCNT (4, 8, 16, 32 a 64 μg/ml / 24 h) . Obě o my
MWCNT snižo aly ak i i u mi ochond ií a z yšo aly kumulaci lipidů buňkách . Významně
z yšo aly aké hladiny mRNA ma ke ů endoplazma icko- e ikulá ního s esu; mRNA p o
DDIT3 a XBP-1 a mRNA p o einů zapojených do lipogeneze (SREBF 1, SREBF2, FASN) .
Au oři u ádějí, že kumulaci lipidů lze po lači p eexpozicí buněk inhibi o ům endoplazma-
icko- e ikulá ního s esu nebo an ioxidan ům . Z ýsledků je zřejmé, že MWCNT poškozují
hladkou s alo inu ao y a podpo ují p og esi a e oskle ózy .15
MWCNT mají p o ombo ické účinky a mohou in insickou ces ou ak i o a koagulaci .
In e agují p imá ně s ak o em IXa . Výzkumníci kolek i ech And ewa Bu keho a Alana
Ga neyho popsali ak i aci ombocy ů a o bu ombů důsledku expozice ůzným modi i-
kacím MWCNT . P ní ým použil 10, 50 a 100 μg/ml suspenze MWCNT, ka boxylo aných
MWCNT a amido aných MWCNT, na jejichž po ších byl ázán polye ylenglykol nebo
67
plu onic F-27 /(C3H6O·C2H4O)x/ . Z ýsledků yplý á, že s ážecí čas nej íce zk aco aly
ka boxylo ané MWCNT . Ve s udii s obdobným designem použili Ga ney e al . MWCNT
s poly inylo ým po chem . Au oři nalezli z ýšenou ag egaci ombocy ů, k e á se sou i-
sející in i o s udii p oje ila jako z ýšená o by ombů .16,17
P o ombogenní účinky byly po zeny aké u jedno s ých uhlíko ých nano ubic
(SWCNT) . Ve s udii Holze a e al . SWCNT induko aly exp esi P-selek inu (memb áno ého
glykop o einu ombocy ů), což edlo ke z ýšené o bě ombocy o-g anulocy á ních kom-
plexů .18
Jiná s udie (Rod íguez-Yáñez e al .) byla zaměřena na ib inoly ické účinky SWCNT .
Buněčná kul u a HUVEC byla expono ána suspenzi SWCNT o koncen acích 5, 25
a 50 μg/ml . Au oři u ádějí, že již koncen ace 5 μg/ml ýznamně z yšo ala p odukci olných
adikálů; yšší koncen ace snižo aly i iabili u . Koncen ace 25 μg/ml z yšo ala exp esi
genů asocio aných s ib inolýzou (p odukce káňo ého ak i á o u omboplas inu a u okiná-
zy) a exp esi genu inhibi o u ak i á o u plazminogenu 1 . Z ýsledků je zřejmé, že SWCNT
mohou poškozo a endo el a na ušo a ib inolýzu .19
Vedle buněk ka dio askulá ního sys ému může expozice CNM o li ňo a i složky k e .
Au oři Yu a aj e al . zjis ili, že expozice MWCNT indukuje mo ologické změny e y ocy ů
(z yšuje poče echinocy ů) a snižuje jejich iabili u . Mo ologické změny zasahují do heo-
logických las nos í k e a z yšují iziko ka dio askulá ních onemocnění . V expe imen u
ýše u edených au o ů byly sledo ány účinky MWCNT a hyd oxylo aných MWCNT o kon-
cen acích 5, 25, 50 a 100 µg/ml . Nej yšší mí a e y ocy á ního poškození byla zjiš ěna
u nej yšších koncen ací MWCNT .20
Dalšími ypy CNM se zabý alo ý azně méně s udií . Jednou z nich je například p áce
Sola ska e al ., níž byla sledo ána cy o oxici a nanodiaman ů (ND) ůči buněčné kul uře
HUVEC (expozice 24, 48 a 72 h; koncen ace 2, 20 a 100 μg/ml) . Au oři u ádějí, že yšší
koncen ace ND byly schopné na odi apop ózu a nek ózu buněk již po 24 hodinách .21 Před-
mě em s udie au o ů Ren e al . byla analýza li u expozice ulle enu (C60) a jeho hyd oxy-
lo aného de i á u (C60-OH) na exp esi β2-ad ene gního ecep o u β2AR . Ten o ecep o je
exp imo án ka dio askulá ním sys ému a jeho ak i ace či blokace může mí ýznamné
dopady na unkce sys ému . Z ýsledků yplý á, že C60 i C60-OH mohou sice měni lokální
s uk u u ecep o u (hla ně dis o zi helixu 4), nicméně y o změny nedosaho aly s upně s a-
is ické ýznamnos i . Dále bylo zjiš ěno, že C60 blokuje azbu ligandů ecep o o ého kanálu .
Zdá se edy, že ulle en a jeho de i á y zřejmě disponují jis ou mí ou oxického po enciálu
ůči buňkám exp imujícím β2AR .22
Doposud u edené s udie se zabý aly pouze nega i ním dopadem expozice CNM na buň-
ky ka dio askulá ního sys ému . Zá ě em é o kapi oly je šak nu no se zmíni aké o jejich
pozi i ních li ech . Je známo, že CNM podpo ují di e enciaci ka diomyocy ů a přispí ají
k egene aci poškozené s deční káně . Například Bah ami e al . p ezen o ali sca old s oj-
ozmě nou g a eno ou pěnou, k e ý podpo o al adhezi a ůs neona álních ka diomyocy ů .
Pří omnos g a enu o něž posílila exp esi genů asocio aných s kon akcí a elaxací ka dio-
myocy ů a genů kódujících p o einy mezibuněčných spojů ( oponin T, konexin 43) .23
Au oři Zhao e al . popsali sca old přip a ený z GO kombinaci s hed ábným ib oinem .
Ma e iál sca oldu dokázal ekons i uo a myoka diální elek ické mik op os ředí, k e é je
nezby né p o egene aci kání po in a k u myoka du (podpo a přeži í ka diomyocy ů) .24 Dob-
ou mí u biokompa ibili y GO a buněk hladké s alo iny k ysí ao y (A7 5) p okázali e s é
s udii au oři Ren e al . Jak plyne z jejich ýsledků, expozice GO neměnila iabili u buněk,
68
exp esi buněčných ma ke ů ani buněčnou mig aci . Naopak, malé ločky GO ýznamně z y-
šo aly p oli e aci hladkos alo ých buněk .25
O sca oldech a jejich yuži í egene ační medicíně se může e íce dočís kapi ole
„Biomedicínské yuži í uhlíko ých nanoma e iálů“ .
4.2 IN VIVO STUDIE
Díky s é komplexi ě přinášejí in i o s udie objek i nější pohled na účinky CNM a nu no při-
zna , že ne ždy se jejich ýsledky shodují s ýsledky získanými ze s udií in i o . Dosud p o-
edené s udie in i o se p imá ně zaměřo aly na zjišťo ání ka dio oxici y podobě indukce
ka dio askulá ních onemocnění či jejich p og ese . Jednalo se například o a e oskle ózu, ka -
diomyopa ie nebo unkční po uchy myoka du .
Ve s udii Zhanga e al . y olala č nác idenní in a enózní expozice GO a GO (4 mg/kg)
u myší ýznamný ná ůs hladin oxidačního s esu a malondialdehydu a ýznamný pokles
hladin glu a hionpe oxidázy, supe oxiddismu ázy a myoka diálních enzymů (lak á dehyd-
ogenázy, aspa á amino ans e ázy, Na+/K+-ATPázy a Ca2+/Mg2+-ATPázy) s deční káni .
Oba ypy CNM induko aly apop ózu ka diomyocy ů ( GO ykazo ala yšší mí u oxici y) .8
Au oři Bangeppa aga i e al . sledo ali li expozice GO na emb yogenezi dánia p uho aného
(B achydanio e io) . Součás í s udie byla i analýza li u na ka dio askulá ní sys ém . Vyš-
ší expoziční koncen ace GO (0,4–1 mg/ml) z yšo aly emb yonální mo ali u, způsobo aly
ka dio askulá ní de ek y, o li ňo aly s deční ek enci a poškozo aly hemoglobinizaci .26
V posledních le ech se značně ozšířily biomedicínské aplikace GQD, zaměřené přede-
ším na diagnos iku a léčbu ako iny . Řada s udií hodno ila GQD biomedicínské oblas i,
nicméně, pouze několik s udií bylo o ien o áno na hodnocení možné oxici y . Jednou z ěch-
o s udií je p áce Ba os e al ., k e á se zabý ala dopadem ysokých koncen ací GQD na
mik oci kulaci zd a ého z ířecího modelu . Jak plyne z da , opako aná aplikace GQD (in a-
pe i oneálně, dá ka 1 g/kg) způsobila ne a né poškození mik oci kulace (po sedmi dnech
byla pozo o ána její úplná des ukce) . K omě oho GQD ykazo aly i hemoly ickou ak i i u
lidských e y ocy ech .27
V kapi ole zaměřené na in i o expe imen y byla zmíněna s udie au o ů Holze a e al .
Vedle pokusů in i o s udie zah no ala aké pokus in i o, e k e ém byly myším opako-
aně apliko ány SWCNT (1 mg/kg) . Expozice SWCNT měla za následek z ýšenou o bu
a e iolá ní ombů . Výsledek byl souladu s ýsledkem expe imen u in i o, k e ý p okázal
p o ombo ický e ek SWCNT .18
Zdá se, že MWCNT mohou al e o a i mo ologii a unkce ka dio askulá ního sys ému
( unkce au onomního ne o ého sys ému) . Například e s udii Zhenga e al . modi iko aly
inhalačně podá ané MWCNT (5 h / 5 mg/m3) s deční y mus pohybujících se po kanů . Au oři
měřili EKG a k e ní lak před expozicí, jejím p ůběhu a po jejím ukončení . Inhalační expo-
zice edla ke z yšo ání sys olického i dias olického laku a ke snižo ání epo é ek ence
po kanů .28
In a acheální expozice MWCNT spon ánně hype enzním a no mo enzním po kanům
edla e s udii Chena e al . k poškození cé , ná ůs u k e ního laku a epo é ek ence a ke
z ýšeným hladinám endo elinu 1 a angio enzin kon e ujícího enzymu (ACE) . Vyhodnocení
bylo p o áděno 7 a 30 dní po expozici (jednou denně / 4 po sobě jdoucí dny; celko á dá ka
1,2 mg/kg) .29
69
Ná ůs klido é epo é ek ence li em expozice MWCNT pozo o ali aké au oři
Hosseinpou e al ., k eří in ape i oneálně apliko ali ka boxylo ané MWCNT po kanům
( dá ce 1 mg/kg) . Au oři se domní ají, že ele ace epo é ek ence nebyla y olána změ-
nami au onomního ne o ého sys ému, ale že se jedná o následek bloko ání d aslíko ých
kanálů .30 Modi ikaci ak i i ion o ých kanálů popsali aké Tan e al . Ve s é p áci popsali in
i o expozici izolo aných ka diomyocy ů (HEK293) MWCNT, k e á edla k ozpadu K 4
buňkách exp imujících K 4 .2/4 .3 a KChIP2 a podpo o ala obno u z inak i ace přípa-
dech, kdy byly K 4 .2 nebo K 4 .3 exp imo ány samos a ně . Při delší expozici (6 h) MWCNT
snižo aly hus o u K 4 .2, exp esi K 4 .2/K 4 .3 (ale ne KChIP2) a omezo ala přenos smě em
k plazma ické memb áně . In a enózní podání MWCNT (2 mg/po kana) y olalo a io en-
ikulá ní (AV) blok, a dokonce i s deční asys olii (nebyla šak pozo o ána achya y mie) .
Analýza zo ku s deční káně odhalila, že MWCNT induko aly záně myoka du (bez o by
ko oná ních s aženin) .31 Výše u edené s udie se shodují zá ě ech, že CNM mohou o li -
ňo a s deční unkce e smyslu snižo ání/z yšo ání epo é ek ence a z yšo ání k e ního
laku .
Zajíma ou s udii p ezen o ali Thompson e al . In a acheální aplikace MWCNT a unk-
cionalizo aných MWCNT (ka boxylo ané a ni ogeno ané) jejich expe imen u in e e o a-
la s adenosine gickou signalizací, což edlo k exace baci ischemicko- epe uzního poškození
s dce . K omu o je u dochází například při in a k u myoka du po obno ení p ů oku k e cé a-
mi . Dů odem je masi ní ná ůs oxidačního s esu jak době ischemie, ak době epe uze .
Myším, k e é p odělaly ischemicko- epe uzní poškození, byly po 24 hodin podány suspenze
MWCNT a unkcionalizo aných MWCNT (koncen ace 1 µg/ml) a po dalších 24 hodin byl
zjišťo án ozsah poškození s deční káně . U šech es o aných MWCNT došlo k na ýšení
ozsahu poškození (nej ě ší poškození bylo zjiš ěno u ni ogeno aných MWCNT) . Ve s udii
byla sledo ána o něž hodno a cyklického adenosinmono os á u (cAMP) s deční káni
a plicích . Myoka diální koncen ace cAMP byla snížena e skupině expono ané MWCNT
a ni ogeno aným MWCNT; plicích k poklesu cAMP nedošlo . Au oři u ádějí i nález změny
onu ao ě ( onus je adenosine gně modulo án) .32
S ischemicko- epe uzním poškozením p aco ali aké U anka e al . V pokusu na myším
modelu zjis ili, že o o a yngeální aspi ace MWCNT (čis ých, ka boxylo aných a ni ogeno-
aných) dá ce 0,01–100 μg edla k ozsáhlému poškození s deční káně (nej ě ší poškození
bylo zjiš ěno opě u ni ogeno aných MWCNT) . Poškození bylo hodno i elné ješ ě 28 dní po
expozici unkcionalizo aným MWCNT .33
Mezi nejčas ější ka dio askulá ní onemocnění pa ří a e oskle óza, k e á s ého nosi ele
p edisponuje k mnoha ch onickým i aku ním komplikacím . Údaje z odbo né li e a u y doklá-
dají, že expozice CNM může bý jedním z iziko ých ak o ů zniku a p og ese a e oskle ózy .
Ch is ophe sen e al . popsali z luš ění s ěny ao álního oblouku po 10 ýdnech opako ané
o ální nebo pulmonální MWCNT expozice myší s de ici em apolipop o einu E (4 a 40 μg
každý ýden) . Nález indikuje ozsáhlejší cé ní přes a bu bez z ě šení ozsahu a e oskle o-
ických ložisek .34 Spoji os mezi expozicí MWCNT a a e oskle ózou šak nalezli Xu e al .
Ve s ém expe imen u apliko ali in a enózně 50, 100 a 200 μg/kg MWCNT po kanům s a e-
oskle ózou . Nej yšší dá ka exace bo ala a e oskle o ické léze, podpořila kumulaci lipidů
in imě ao y a induko ala znik ao álních kalci ikací a poškození endo elu se z ýšením
pe meabili y .35
P oa e oskle o ická ak i i a byla zjiš ěna aké u jedno s ých (SWNCT) a d ou s -
ých (DWCNT) nano ubic . Suzuki e al . p ezen o ali expe imen , e k e ém expono ali

70
( a yngeální aspi ací) apolipop o ein E-de ici ní myši (ApoE-/-) SWCNT a MWCNT (10 a 40
μg; jedenk á ýdně po dobu 10 ýdnů) . Expozice edla ke z ě šení a e oskle o ických plaků
a ke z ýšení exp ese adhezní molekuly ICAM-1 . Endo eliální p ogeni o o é buňky (EPC)
jsou mobilizo ány z kos ní dřeně do oběhu a následně mig ují do mís a poškození a op a-
y endo elu . Vys a ení myší ApoE-/- ysokým dá kám SWCNT nebo DWCNT snižo alo
jedno ky EPC ořící kolonie kos ní dřeni a omezo alo jejich mig ační unkci . Výsled-
ky naznačují, že SWCNT a DWCNT z yšují a e oskle ogenezi podpo ou adheze monocy ů
k endo elo ým buňkám a indukcí dys unkce EPC .36
Na zniku a oz oji a e oskle o ických lézí se ak i ně podílí choles e ol a jeho anspo ní
mechanismy . Au oři Da is e al . ys a ili myši subaku ním inhalačním expozicím MWCNT
(1 mg/m3 / 6 h / den / 14 dní) . Z nálezů je zřejmé, že li em expozice došlo k ná ůs u exp e-
se LOX-1 ( he lec in-like oxidized low-densi y lipop o ein ecep o ) a k poklesu exp ese
ABCA-1 (ATP-binding casse e anspo e ) . LOX-1 zp os ředko á á in e nalizaci oxido a-
ného LDL a podpo uje o bu p oa e ogenních ak o ů (například kyslíko ých adikálů nebo
ma ixo é me alop o eázy 9) . ABCA-1 (naopak) podpo uje choles e olo ý e lux . Au oři dále
u ádějí, že cé ách expono aných myší byla zjiš ěna ib o ická kolageno á depozi a a byl
pozo o án ná ůs ak i i y MMP-9 a hladin p ozáně li ých cy okinů (TNF-α, IL-1β, IL-6),
olných adikálů a adhezních molekul ICAM-1 a VCAM-1 .37
Zajíma ou s udii přip a il aké Mandle e al . Hodno ili změny cé ní ak i i y ( azodi-
la aci a azokons ikci) u myší, k e é a yngeální expozicí ys a ili dá ce 50 µg MWCNT .
Po 24 hodin od expozice p o edli (za použi í in a i ální mik oskopie) yše ření a e iální
dila ace a enulá ní leukocy á ní adhezi a olling (pohyby leukocy ů po endo elu) . Jedná se
o pohyb imuni ních buněk po po chu endo elu zá islos i na exp esi adhezních molekul na
endo elo ých buňkách . Po podání MWCNT došlo k na ušení schopnos i elaxace cé , j . sní-
žila se azodila ace . Naopak se z ýšila ak i ace endo elu a s ní i exp ese adhezních molekul,
což bylo spojené s yšší adhezí leukocy ů k endo elu a jejich pohybu na něm . Dalším e ek em,
k e ý byl zaznamenán, bylo z ýšení koncen ace p ozáně li ých cy okinů a al e o ala se p o-
dukce oxidu dusna ého a jeho signalizace . Výsledky nas ědčují omu, že MWCNT indukuje
mik o askulá ní dys unkci .38
4.3 PRACOVNÍ EXPOZICE
V p aco ním p os ředí mohou osoby bý (a jsou) ys a eny expozici CNM . Bohužel dosud
nebyla p o edena ozsáhlejší (dlouhodobá) epidemiologická s udie, k e á by ýznamně
přispěla k pochopení zákoni os í expozice člo ěka CNM a k odhadu ú o ně zd a o ních
izik plynoucích z é o expozice . Nicméně několik dosud p o edených p ůřezo ých (c oss-
-sec ional) s udií naznačuje, že expoziční nálezy u lidí mohou bý podobné nálezům z in i o
a in i o s udií .
Schaue -Ba igan e al . p o edli p ůřezo ou s udii, do k e é bylo zapojeno celkem 108 p a-
co níků z 12 podniků, nichž se y áběly ubico é či lákni é uhlíko é nanoma e iály . Přes-
ože koncen ace CNM p aco ních a mos é ách byly nízké, u 18 % p aco níků byly y o
ul ajemné čás ice de eko ány e spu u . Výsky CNM byl u expono aných osob pozi i ně
asocio án s hodno ami sys olického laku . Klido á epo á ek ence měla pozi i ní asociaci
s espi abilním elemen álním uhlíkem a nega i ní asociaci s dobou ys a ení CNM .39
71
P ůřezo é s udie au o ů Kuijpe se e al . se zúčas nilo 22 p aco níků expono aných
MWCNT a 42 kon ol . V p ní ázi byly yb ané ukaza ele hodnoceny u šech expono aných
i kon olních osob, e d uhé ázi byly s ejné ukaza ele hodnoceny po 5 měsících u 13 expono-
aných osob . Hodno y ukaza elů u expono aných osob s ědčily o ak i aci (a na dá ce zá is-
lém) poškození endo elu (například z ýšená hladina adhezní molekuly ICAM-1) .40 P ůřezo á
s udie au o ů Bea da e al . zah no ala 108 p aco níků expozici uhlíko ým nano ubkám
a nano láknům . U šech expono aných osob byly zjiš ěny z ýšené hladiny ukaza elů ak i-
ace a poškození endo elu (endo elin 1, ICAM-1 a VCAM-1) a změněné hladiny ukaza elů
oxidačního s esu (snížené hladiny glu a hionpe oxidázy a supe oxiddismu ázy a z ýšená
hladina 8-hyd oxy-2′-deoxyguanosinu) .41
4.4 ZÁVĚR
Ka dio askulá ní sys ém se málokdy dos á á do kon ak u s CNM přímo . Musí dojí k pa en-
e álnímu podání či přes upu CNM z jiných čás í o ganismu, např . z dýchacího či á icího
sys ému . CNM se ak mohou dos a do kon ak u s cé ním endo elem i s dečními káněmi,
což může y ola aké nežádoucí eakce, jak ukazují mnohé in i o a in i o s udie, če ně
s udií p aco ních expozic . S udie odhalily, že může dojí k poškození s dečního s alu i cé ,
o je dáno hla ně indukcí oxidačního s esu a ch onického poškozujícího záně u . Na d uhou
s anu nemůžeme pominou ak , že ámci egene ační medicíny může kul i ace buněk,
např . ka diomyocy ů, s CNM podpoři jejich ži o aschopnos , množení a o bu o ganoidů .
V om o ohledu h aje ý aznou oli dá ka a doba expozice a yp CNM .
4.5 LITERATURA
1 . Kan H, Pan D, Cas ano a V . Enginee ed Nanopa icle Exposu e and Ca dio ascula E ec s: The
Role o a Neu onal-Regula ed Pa hway . Inhal Toxicol. 2018;30(9–10):335–342 . doi:10 .1080/0895
8378 .2018 .1535634 .
2 . Sha ma V, Aneja B, Ya a VK, Malaka D, Mohan y AK . Sys emic Nano oxici y and I s Assessmen
in Animal Models . In: Ya a V, Ranjan S, Dasgup a N, Lich ouse E, eds . Nanopha maceu icals:
P inciples and Applica ions Vol. 3. En i onmen al Chemis y o a Sus ainable Wo ld. Vol 48 . Sp in-
ge ; 2020 . doi:10 .1007/978-3-030-47120-0_7 .
3 . Meye s K, Lee BP, Rajacha RM . Elec oac i e Polyme ic Composi es o Mimic he Elec ome-
chanical P ope ies o Myoca dium in Ca diac Tissue Repai . Gels. 2021;7(2):53 . doi:10 .3390/
gels7020053 .
4 . Hashemi MS, Gha bi S, Ja a inejad-Fa sangi S, Ansa i-Asl Z, Dez uli AS . Seconda y Toxic E ec
o G aphene Oxide and G aphene Quan um Do s Al e s he Exp ession o miR-21 and miR-29a in
Human Cell Lines . Toxicol In Vi o. 2020;65:104796 . doi:10 .1016/J .TIV .2020 .104796 .
5 . Cibecchini G, Ve onesi M, Ca elani T, Bandie a T, Gua nie i D, Pompa PP . An iangiogenic
E ec o G aphene Oxide in P ima y Human Endo helial Cells . ACS Appl Ma e In e aces.
2020;12(20):22507–22518 . doi:10 .1021/ACSAMI .0C03404 .
6 . Liao KH, Lin YS, MacOsko CW, Haynes CL . Cy o oxici y o G aphene Oxide and G aphene in
Human E y h ocy es and Skin Fib oblas s . ACS Appl Ma e In e aces. 2011;3(7):2607–2615 .
doi:10 .1021/am200428 .
7 . A bo MD, Al knech LF, Ca ani S e al . In Vi o Ca dio oxici y E alua ion o G aphene Oxide .
Mu a Res Gene Toxicol En i on Mu agen. 2019;841:8–13 . doi:10 .1016/j .m gen ox .2019 .03 .004 .
72
8 . Zhang J, Cao HY, Wang JQ, Wu GD, Wang L . G aphene Oxide and Reduced G aphene Oxide
Exhibi Ca dio oxici y Th ough he Regula ion o Lipid Pe oxida ion, Oxida i e S ess, and Mi o-
chond ial Dys unc ion . F on Cell De Biol. 2021;9:616888 . doi:10 .3389/ cell .2021 .616888 .
9 . Rosas-He nandez H, Escude o-Lou des C, Rami ez-Lee MA e al . Cy o oxici y P o ile o P is-
ine G aphene on B ain Mic o ascula Endo helial Cells . J Appl Toxicol. 2019;39(7):966–973 .
doi:10 .1002/JAT .3786 .
10 . A doña HAM, Zimme man JF, Shani K e al . Di e en ial Modula ion o Endo helial Cy oplasmic
P o usions A e Exposu e o G aphene-Family Nanoma e ials . NanoImpac . 2022;26:100401 .
doi:10 .1016/j .impac .2022 .100401 .
11 . Yang D, Shen J, Fan J, Chen Y, Guo X . Pa acellula Pe meabili y Changes Induced by Mul i-Walled
Ca bon Nano ubes in B ain Endo helial Cells and Associa ed Roles o Hemichannels . Toxicology.
2020;440:152491 . doi:10 .1016/j . ox .2020 .152491 .
12 . Zhao X, Chang S, Long J, Li J, Li X, Cao Y . The Toxici y o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes
(MWCNTs) o Human Endo helial Cells: The In luence o Diame e s o MWCNTs . Food Chem
Toxicol. 2019;126:169–177 . doi:10 .1016/J .FCT .2019 .02 .026 .
13 . Long J, Xiao Y, Liu L, Cao Y . The Ad e se Vascula E ec s o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes
(MWCNTs) o Human Vein Endo helial Cells (HUVECs) In Vi o: Role o Leng h o MWCNTs .
J Nanobio echnol. 2017;15(1):80 . doi:10 .1186/S12951-017-0318-X .
14 . Cao Y, Jacobsen NR, Danielsen PH e al . Vascula E ec s o Mul iwalled Ca bon Nano ubes in
Dyslipidemic Apoe-/- Mice and Cul u ed Endo helial Cells . Toxicol Sci. 2014;138(1):104–116 .
doi:10 .1093/ oxsci/k 328 .
15 . Yang H, Li J, Yang C, Liu H, Cao Y . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes P omo ed Lipid Accumula ion
in Human Ao ic Smoo h Muscle Cells . Toxicol Appl Pha macol. 2019;374:11–19 . doi:10 .1016/
j . aap .2019 .04 .022 .
16 . Bu ke AR, Singh RN, Ca oll DL e al . De e minan s o he Th ombogenic Po en ial o Mul iwalled
Ca bon Nano ubes . Bioma e ials. 2011;32(26):5970–5978 . doi:10 .1016/j .bioma e ials .2011 .04 .059 .
17 . Ga ney AM, San os-Ma inez MJ, Sa i A e al . Blood Biocompa ibili y o Su ace-Bound Mul i-
-Walled Ca bon Nano ubes . Nanomedicine. 2015;11(1):39–46 . doi:10 .1016/j .nano .2014 .07 .005 .
18 . Holze M, Biha i P, P ae ne M e al . Ca bon-Based Nanoma e ials Accele a e A e iola Th om-
bus Fo ma ion in he Mu ine Mic oci cula ion Independen ly o Thei Shape . J Appl Toxicol.
2014;34(11):1167–1176 . doi:10 .1002/JAT .2996 .
19 . Rod íguez-Yáñez Y, Bahena-U ibe D, Chá ez-Munguía B e al . Comme cial Single-Walled Ca bon
Nano ubes E ec s in Fib inolysis o Human Umbilical Vein Endo helial Cells . Toxicol In Vi o.
2015;29(5):1201–1214 . doi:10 .1016/J .TIV .2015 .02 .009 .
20 . Yu a aj V, Raji S, Mukhe jee A, Chand aseka an N, Sas y TP . Toxici y Assessmen o Ca -
bon Nano ubes on E y h ocy e Mo phology and Lymphocy es In Vi o . Asian J Pha m Clin Res.
2016;9(2):278–280 .
21 . Sola ska K, Gajewska A, Ba osz G, Mi u a K . Induc ion o Apop osis in Human Endo helial
Cells by Nanodiamond Pa icles . J Nanosci Nano echnol. 2012;12(6):5117–5121 . doi:10 .1166/
jnn .2012 .4952 .
22 . Ren L, Jing Z, Xia F, Zhang JZ, Li Y . Toxic E ec o Fulle ene and I s De i a i es Upon he
T ansmemb ane β2-Ad ene gic Recep o s . Molecules. 2022;27(14):4562 . doi:10 .3390/molecules
27144562 .
23 . Bah ami S, Bahei aei N, Mohseni M e al . Th ee-Dimensional G aphene Foam as a Conduc i e
Sca old o Ca diac Tissue Enginee ing . J Bioma e Appl. 2019;34(1):74–85 . doi:10 .1177/
0885328219839037 .
24 . Zhao G, Feng Y, Xue L e al . Aniso opic Conduc i e Reduced G aphene Oxide/Silk Ma ices
P omo e Pos -In a c ion Myoca dial Func ion by Res o ing Elec ical In eg i y . Ac a Bioma e .
2022;139:190–203 . doi:10 .1016/J .ACTBIO .2021 .03 .073 .
73
25 . Ren J, B aileanu G, Go gojo P e al . On he Biocompa ibili y o G aphene Oxide Towa ds Vascula
Smoo h Muscle Cells . Nano echnology. 2020;32(5):055101 . doi:10 .1088/1361-6528/abc1a3 .
26 . Bangeppaga i M, Pa k SH, Kundapu RR, Lee SJ . G aphene Oxide Induces Ca dio ascula De ec s
in De eloping Zeb a ish (Danio Re io) Emb yo Model: In Vi o Toxici y Assessmen . Sci To al
En i on. 2019;673:810-820 . doi:10 .1016/j .sci o en .2019 .04 .082 .
27 . Ba os AO da S, Ricci-Junio E, Pe ei a JX e al . High Doses o G aphene Quan um Do s Impac
on Mic oci cula ion Sys em: An Obse a ional S udy . Eu J Pha m Biopha m. 2022;176:180–187 .
doi:10 .1016/j .ejpb .2022 .05 .013 .
28 . Zheng W, McKinney W, Kashon ML, Pan D, Cas ano a V, Kan H . The E ec s o Inhaled Mul-
i-Walled Ca bon Nano ubes on Blood P essu e and Ca diac Func ion . Nanoscale Res Le .
2018;13:1–10 . doi:10 .1186/s11671-018-2603-5 .
29 . Chen R, Zhang L, Ge C e al . Subch onic Toxici y and Ca dio ascula Responses in Spon aneously
Hype ensi e Ra s A e Exposu e o Mul iwalled Ca bon Nano ubes by In a acheal Ins illa ion .
Chem Res Toxicol. 2015;28(3):440–450 . doi:10 .1021/ x5004003 .
30 . Hosseinpou M, Azimi ad V, Alimohammadi M, Shahabi P, Sadighi M, Nejad GG . The Ca diac
E ec s o Ca bon Nano ubes in Ra . Bioimpac s. 2016;6(2):79–84 . doi:10 .15171/bi .2016 .11 .
31 . Tan XQ, Cheng XL, Zhang L e al . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Impai K 4 .2/4 .3 Channel
Ac i i ies, Delay Memb ane Repola iza ion and Induce B adya hy hmias in he Ra . PLoS One.
2014;9(7) . doi:10 .1371/jou nal .pone .0101545 .
32 . Thompson LC, Sheehan NL, Wal e s DM, Lus RM, B own JM, Winga d CJ . Ai way Exposu e
o Modi ied Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Pe u bs Ca dio ascula Adenosine gic Signaling in
Mice . Ca dio asc Toxicol. 2019;19(2):168–177 . doi:10 .1007/s12012-018-9487-6 .
33 . U anka RN, Lus RM, Mann E e al . Expansion o Ca diac Ischemia/Repe usion Inju y A e
Ins illa ion o Th ee Fo ms o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes . Pa Fib e Toxicol. 2012;9(1):1–16 .
doi:10 .1186/1743-8977-9-38 .
34 . Ch is ophe sen DV, Jacobsen NR, Ande sen MHG e al . Ca dio ascula Heal h E ec s o O al
and Pulmona y Exposu e o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes in ApoE-De icien Mice . Toxicology.
2016;371:29–40 . doi:10 .1016/j . ox .2016 .10 .003 .
35 . Xu YY, Yang J, Shen T e al . In a enous Adminis a ion o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes A ec s
he Fo ma ion o A he oscle osis in Sp ague-Dawley Ra s . J Occup Heal h. 2012;54(5):361–369 .
doi:10 .1539/JOH .12-0019-OA .
36 . Suzuki Y, Tada-Oikawa S, Hayashi Y e al . Single- and Double-Walled Ca bon Nano ubes Enhance
A he oscle ogenesis by P omo ing Monocy e Adhesion o Endo helial Cells and Endo helial P o-
geni o Cell Dys unc ion . Pa Fib e Toxicol. 2016;13(1):1–12 . doi:10 .1186/S12989-016-0166-0 .
37 . Da is G, Luce o J, Felle s C, McDonald JD, Lund AK . The E ec s o Subacu e Inhaled Mul i-
-Walled Ca bon Nano ube Exposu e on Signaling Pa hways Associa ed wi h Choles e ol T anspo
and In lamma o y Ma ke s in he Vascula u e o Wild-Type Mice . Toxicol Le . 2018;296:48–56 .
doi:10 .1016/J .TOXLET .2018 .08 .004 .
38 . Mandle WK, Nu kiewicz TR, Po e DW, Kelley EE, Ol e IM . Mic o ascula Dys unc ion
Following Mul iwalled Ca bon Nano ube Exposu e Is Media ed by Th ombospondin-1 Recep o
CD47 . Toxicol Sci. 2018;165(1):90–99 . doi:10 .1093/ oxsci/k y120 .
39 . Schubaue -Be igan MK, Dahm MM, E dely A e al . Associa ion o Pulmona y, Ca dio ascula ,
and Hema ologic Me ics Wi h Ca bon Nano ube and Nano ibe Exposu e Among U .S . Wo ke s:
A C oss-Sec ional S udy . Pa Fib e Toxicol. 2018;15(1):1–14 . doi:10 .1186/s12989-018-0258-0 .
40 . Kuijpe s E, P onk A, Kleemann R e al . Ca dio ascula E ec s Among Wo ke s Exposed o Mul-
iwalled Ca bon Nano ubes . Occup En i on Med. 2018;75(5):351–358 . doi:10 .1136/oemed-2017
-104796 .
41 . Bea d JD, E dely A, Dahm MM e al . Ca bon Nano ube and Nano ibe Exposu e and Spu um
and Blood Bioma ke s o Ea ly E ec Among U .S . Wo ke s . En i on In . 2018;116:214–228 .
doi:10 .1016/j .en in .2018 .04 .004 .
80
buněk, což naznačuje, že SWCNT mohou bý ěmi o buňkami agocy o ány . Z ýšená ak i-
i a eziden ních imuni ních a ja e ních buněk edla k oz oji záně u, in il aci ja e ní káně
pe i e ními imuni ními buňkami a k poškození hepa ocy ů (důkazem poškození byly z ýšené
sé o é hladiny AST, ALT a bili ubinu) . V p ůběhu následujících ří ýdnů hladiny AST a ALT
pos upně klesaly, ale hodno y bili ubinu byly z ýšené minimálně č yři měsíce po aplikaci
nej yšší dá ky .36
Zdá se, že hepa o oxický po enciál mají i CNM od ozené od g a enu . Ve s udii Zhanga
e al ., p o edené na po kanech, byly in a enózně apliko ány ři o my nanočás ic GO (malé
GO 50–200 nm, s řední GO 200–500 nm a elké GO 500–2000 nm) dá ce 5 mg/kg . Všech-
ny ři o my GO induko aly exp esi hepa ocy á ního IL-6 a z yšo aly hladinu oxidačního
s esu (nej ý aznější změny byly pozo o ány u elké o my GO) . K omě hepa ocy ů ak i-
o al GO aké mak o ágy, což z ýšilo p odukci p ozáně li ých cy okinů IL-1β a TNF-α .37
K podobným zá ě ům došly i další d a kolek i y . Ani a Pa lolla, Jona han Randolph a Paul
Tchounwou expono ali pě dní o álně po kany GO dá kách 20 a 40 mg/kg/den . Za 24 hodin
od poslední dá ky odeb ali zo ky k e a ja e . Byla zjiš ěna z ýšená ú o eň oxidačního
s esu a na dá ce zá islá unkční a mo ologická poškození . D uhá skupina ědců u edla,
že expozice GO (0,4, 2,0 a 10,0 mg/kg / 15 dá ek p ůběhu 30 dní) ýznamně z ýšila mí u
oxidačního s esu a mí u poškození ja e , což bylo dop o ázené ýznamným ná ůs em hladin
ja e ních enzymů AST, ALT a ALP .38,39
Funkční a mo ologické změny ja e ní káně bý ají p o ázeny aké změnami ansk ip-
omu . Poulsen e al . e s é s udii ys a ili myši in a acheální expozici GO a GO ( dá kách
18, 54 a 162 μg/myš) . Z ýsledků yplý á, že exp ese genů ja e ní káni byla ýznamněji
o li ňo ána expozicí GO . Vyšší dá ky GO i GO ak i o aly geny, k e é jsou součás í signál-
ních d ah p o egulaci syn ézy lipidů a homeos ázy ( če ně homeos ázy choles e olu) . Změ-
ny exp esi nukleá ních ecep o ů ansk ipčních ak o ů LXR/RXR napo ídají, že li em
expozice došlo ke z ýšení me abolismu a biosyn ézy choles e olu, za ímco mí a lipogeneze
a anspo u choles e olu byly omezeny .40
Vedle p okaza elné s ře ní a ja e ní oxici y něk e ých CNM je na d uhou s anu nu no
zmíni aké jejich p o ek i ní účinky, ep ezen o ané přede ším zás upci z řady ulle enů .
O gáno á oxici a ulle enů je nejen elmi nízká až zanedba elná, ale naopak exis ují důkazy
o om, že expozice ulle enům podpo uje egene aci a no mální yziologický s a kání ( če -
ně kání s ře a ja e ) . Ve s udii au o ů Takahashi e al . byli po kani o álně expono áni ulle-
enu (C60) dá kách 1, 10, 100 a 1000 mg/kg/den po dobu 29 dní . V následujících 14 dnech
nebyly u žádné z dá ek pozo o ány pa ologické o gáno é změny a nebyla pozo o ána ani
o gáno á kumulace . Jedinou pozo o a elnou změnou byl ne ýznamný ná ůs hmo nos i
ja e . Z ířa a expono aná nej yšší dá ce měla če nou s olici a s opy ulle enu byly nalezeny
žaludku a lus ém s ře ě .41 P o ek i ní účinek ulle enů (C60) popsali například Elsha e
e al . V jejich s udii byl po kanům podá án hepa o oxický cyklo os amid, přičemž jedna ze
skupin dos á ala na íc aké ulle en C60 (4 mg/kg/denně po dobu 10 dní) . U ěch o po kanů
( e s o nání s po kany, k eří dos á ali pouze cyklo os amid) došlo k no malizaci k e ního
ob azu (e y ocy ů, ombocy ů i leukocy ů), neklesla hladina hemoglobinu a byly nalezeny
nižší hladiny ALT, AST, ALP a oxidačního s esu .42
Z dalších ži očišných d uhů, k e é byly yuži y k moni o o ání účinků CNM, je možné
zmíni například kachnu domácí . Al-Bad i e al . se pokusili o odhad hepa o oxických účinků
oblas i, jejíž p os ředí bylo kon amino áno CNM . Zde žijící kachny domácí ak byly kon i-
nuálně ys a eny expozici ul ajemných sazí (ca bon black) a MWCNT . Z ýsledků yplý á,

81
že já a kachen ykazo ala zře elné známky poškození . Došlo k dila aci sinusoidů, kongesci
a k záně u . Au oři se domní ají, že k poškození ja e může docháze i u os a ních zde žijících
ži očichů, če ně expono aných osob .43 Vzhledem k omu, že se CNM mohou dos á a i do
odního p os ředí, jsou ýznamné s udie s odními ži očichy . V jedné s udii Che nick e al .
es o ali oxici u MWCNT na ybách O yzias la ipes (medaka japonská) . Ryby byly expo-
no ány o álně sedmi dá kách během 16 dní . Mezi nálezy pa ří přede ším poškození ja e
a žlučo ých ces . His ologická analýza odhalila o oky d sného endoplazma ického e ikula,
z ýšenou lysozomální ak i i u hepa ocy ů a o oky in ahepa ických žlučo ých ces ách .44
5.3 ZÁVĚR
Gas oin es inální ak je jednou se s upních b an CNM do o ganismu, kam mohou p onika
s po a ou, eku inami, léky a d . Sk ze něj pak mohou přes upo a do kání a k e ního oběhu,
kde, jak jsme již popsali, mohou působi i oxicky . Toxici a byla p okázána aké ůči buňkám
gas oin es inálního ak u, a o jak in i o, ak in i o . Jak se ukazuje, oxicky působí hla ně
MWCNT, SWNCT, g a en, GO a GO . Mohou poškodi nejen s ře ní sliznici, ale aké já a .
Čas o se jedná o poškození zp os ředko ané indukcí ch onického záně u a oxidačního s esu .
Ala mující je, že něk e é s udie dokládají aké mezigene ační oxici u .
5.4 LITERATURA
1 . Sohal IS, O’Fallon KS, Gaines P, Demok i ou P, Bello D . Inges ed Enginee ed Nanoma e ials: S a e
o Science in Nano oxici y Tes ing and Fu u e Resea ch Needs . Pa Fib e Toxicol. 2018;15(1):1–31 .
doi:10 .1186/S12989-018-0265-1 .
2 . Masyu in A, E okhina M, Syche skaya K e al . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes: Biodeg ada ion
by Gas ic Agen s in Vi o and E ec on Mu ine In es inal Sys em . MS&E. 2015;98(1):012008 .
doi:10 .1088/1757-899X/98/1/012008 .
3 . Gua nie i D, Sánchez-Mo eno P, Del Rio Cas illo AE e al . Bio ans o ma ion and Biologi-
cal In e ac ion o G aphene and G aphene Oxide Du ing Simula ed O al Inges ion . Small.
2018;14(24):1800227 . doi:10 .1002/smll .201800227 .
4 . Lu K, Dong S, Xia T, Mao L . Kup e Cells Deg ade 14C-Labeled Few-Laye G aphene o 14CO2
in Li e Th ough E y h ophagocy osis . ACS Nano. 2021;15(1):396–409 . doi:10 .1021/acsnano
.0c07452 .
5 . Rana SVS . A Comp ehensi e Assessmen o Hepa o oxici y Induced by Enginee ed Nanopa icles:
A Re iew . J Toxicol Risk Assess. 2020;6(2):035 . doi:10 .23937/2572-4061 .1510035 .
6 . Gus a son HH, Hol -Caspe D, G ainge DW, Ghandeha i H . Nanopa icle Up ake: The Phagocy e
P oblem . Nano Today. 2015;10(4):487–510 . doi:10 .1016/j .nan od .2015 .06 .006 .
7 . Zhang YN, Poon W, Ta a es AJ, McGil ay ID, Chan WCW . Nanopa icle–Li e In e ac ions:
Cellula Up ake and Hepa obilia y Elimina ion . J Con ol Release. 2016;240:332–348 . doi:10 .1016/
J .JCONREL .2016 .01 .020 .
8 . Ba ucci R, Pa amanandana A, Boe sma YL, Olinga P, Sal a i A . Compa a i e S udy o Nano-
pa icle Up ake and Impac in Mu ine Lung, Li e and Kidney Tissue Slices . Nano oxicology.
2020;14(6):847–865 . doi:10 .1080/17435390 .2020 .1771785 .
9 . Ba neck M, Wa zecha KT, Tacke F . The apeu ic Ta ge ing o Li e In lamma ion and Fib o-
sis by Nanomedicine . Hepa obilia y Su g Nu . 2014;3(6):364–376 . doi:10 .3978/j .issn .2304
-3881 .2014 .11 .02 .
82
10 . Koda an i T, Tennan A, Hughes M . Toxici y o Mul i-walled Ca bon Nano ubes in Ra and Human
In es inal Cell Models . P esen ed a : Socie y o Toxicology Annual Mee ing; Ma ch 15–19, 2020;
Anaheim, CA . Pos e . doi:10 .23645/epacomp ox .19104815 .
11 . Heshma i M, Hajibabae S, Ba ik ow N . Geno oxici y and Cy o oxici y Assessmen o G aphene
Oxide Nanoshee s on HT29 Cells . J Ke manshah Uni Med Sci. 2018;22(1): e69641 . doi:10 .5812/
jkums .69641 .
12 . Domenech J, He nández A, Demi E, Ma cos R, Co és C . In e ac ions o G aphene Oxide and
G aphene Nanopla ele s wi h he In Vi o Caco-2/HT29 Model o In es inal Ba ie . Sci Rep.
2020;10(1):1–15 . doi:10 .1038/s41598-020-59755-0 .
13 . Cebade o-Domínguez O, Fe ández-Gómez B, Sánchez-Balles e S, Mo eno J, Jos A, Cameán AM .
In Vi o Toxici y E alua ion o G aphene Oxide and Reduced G aphene Oxide on Caco-2 Cells .
Toxicol Rep. 2022;9:1130–1138 . doi:10 .1016/J .TOXREP .2022 .05 .010 .
14 . Feng W, Wang J, Li B e al . G aphene Oxide Leads o Mi ochond ial-Dependen Apop osis by
Ac i a ing ROS-p53-mPTP Pa hway in In es inal Cells . In J Biochem Cell Biol. 2022;146:106206 .
doi:10 .1016/J .BIOCEL .2022 .106206 .
15 . Ga iga R, He e o-Con inen e T, Palos M e al . Toxici y o Ca bon Nanoma e ials and Thei Po en-
ial Applica ion as D ug Deli e y Sys ems: In Vi o S udies in Caco-2 and MCF-7 Cell Lines .
Nanoma e ials. 2020;10(8):1–21 . doi:10 .3390/nano10081617 .
16 . Gao Y, Xu A, Shen Q, Xie Y, Liu S, Wang X . G aphene Oxide Agg a a ed Dex an Sul a e
Sodium-Induced Coli is Th ough In es inal Epi helial Cells Au ophagy Dys unc ion . J Toxicol Sci.
2021;46(1):43–55 . doi:10 .2131/j s .46 .43 .
17 . Til on SC, Ka in NJ, Tolic A e al . Th ee Human Cell Types Respond o Mul i-Walled Ca bon Nano-
ubes and Ti anium Dioxide Nanobel s wi h Cell-Speci ic T ansc ip omic and P o eomic Exp ession
Pa e ns . Nano oxicology. 2014;8(5):533–548 . doi:10 .3109/17435390 .2013 .803624 .
18 . Lai X, Yos BLB, Clack JW e al . P o ein Exp ession P o iles o In es inal Epi helial Co-Cul u-
es: E ec o Func ionalised Ca bon Nano ube Exposu e . In J Biomed Nanoscience Nano echnol.
2013;3(1-2):127–162 . doi:10 .1504/ijbnn .2013 .054508 .
19 . Ban un F, Singh R, Alkhanani MF e al . Gu Mic obiome In e ac ions wi h G aphene Based
Nanoma e ials: Challenges and Oppo uni ies . Sci To al En i on. 2022;830:154789 . doi:10 .1016/
J .SCITOTENV .2022 .154789 .
20 . Lahiani MH, Gokulan K, Williams K, Kha e S . Impac o P is ine G aphene on In es inal Mic o-
bio a Assessed Using a Bio eac o -Ro a y Cell Cul u e Sys em . ACS Appl Ma e In e aces.
2019;11(29):25708–25719 . doi:10 .1021/acsami .9b07635 .
21 . Cou illion SP, Danczak RE, Cao X e al . G aphene Oxide Exposu e Al e s Gu Mic obial Com-
muni y Composi ion and Me abolism in an In Vi o Human Model . NanoImpac . 2023;30:100463 .
doi:10 .1016/J .IMPACT .2023 .100463 .
22 . Chen H, Wang B, Gao D e al . B oad-Spec um An ibac e ial Ac i i y o Ca bon Nano ubes o
Human Gu Bac e ia . Small. 2013;9(16):2735–2746 . doi:10 .1002/smll .201202792 .
23 . Lou y SA, Salaheldin TA, Ramadan MA, Fa oh KY, Abdallah ZF, Yousse T . Syn hesis, Cha ac-
e iza ion and Cy o oxic E alua ion o G aphene Oxide Nanoshee s: In Vi o Li e Cance Model .
Asian Pac J Cance P e . 2017;18(4):955 . doi:10 .22034/APJCP .2017 .18 .4 .955 .
24 . Kalman J, To en F, Na as JM . Cy o oxici y o Th ee G aphene-Rela ed Ma e ials in Rainbow
T ou P ima y Hepa ocy es Is No Associa ed o Cellula In e naliza ion . Eco oxicol En i on Sa .
2022;231:113227 . doi:10 .1016/j .ecoen .2022 .113227 .
25 . U ibe-Calde on JA, Poo -Bo e CG, Ce an es-Uc JM, Pacheco-Pan oja EL, Eche a ía-Machado I,
Rod íguez-Fuen es N . Physicochemical and Biological Cha ac e iza ion o Oxidized Mul i-Walled
Ca bon Nano ubes on HepG2 Li e Cells . J Nanopa Res. 2022;24(7):1–19 . doi:10 .1007/s11051
-022-05489-1 .
83
26 . Zhao C, Zhou Y, Liu L e al . Lipid Accumula ion in Mul i-Walled Ca bon Nano ube-Exposed HepG2
Cells: Possible Role o Lipophagy Pa hway . Food Chem Toxicol. 2018;121:65–71 . doi:10 .1016/
J .FCT .2018 .08 .033 .
27 . Pi e JP, Vankoningsloo S, Noël F e al . In lamma ion Response a he T ansc ip ional Le el o
HepG2 Cells Induced by Mul i-Walled Ca bon Nano ubes . J Phys Con Se . 2011;304:012040 .
doi:10 .1088/1742-6596/304/1/012040
28 . Fu C, Liu T, Li L, Liu H, Liang Q, Meng X . E ec s o G aphene Oxide on he De elopmen
o O sp ing Mice in Lac a ion Pe iod . Bioma e ials . 2015;40:23–31 . doi:10 .1016/j .bioma e ials
.2014 .11 .014
29 . Wu Q, Yin L, Li X, Tang M, Zhang T, Wang D . Con ibu ions o Al e ed Pe meabili y o In es inal
Ba ie and De eca ion Beha io o Toxici y Fo ma ion F om G aphene Oxide in Nema ode Caeno-
habdi is Elegans . Nanoscale . 2013;5(20):9934–9943 . doi:10 .1039/c3n 02084c
30 . Chen H, Zhao R, Wang B e al . Acu e O al Adminis a ion o Single-Walled Ca bon Nano u-
bes Inc eases In es inal Pe meabili y and In lamma o y Responses: Associa ion Wi h he Chan-
ges in Gu Mic obio a in Mice . Ad Heal hc Ma e . 2018;7(13):1701313 . doi:10 .1002/ADHM
.201701313
31 . Zheng M, Lu J, Lin G, Su H, Sun J, Luan T . Dysbiosis o Gu Mic obio a by Die a y Exposu e o
Th ee G aphene-Family Ma e ials in Zeb a ish (Danio Re io) . En i on Pollu . 2019;254:112969 .
doi:10 .1016/j .en pol .2019 .112969
32 . Ji Z, Zhang D, Li L e al . The Hepa o oxici y o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes in Mice . Nano-
echnology . 2009;20(44):445101 . doi:10 .1088/0957-4484/20/44/445101
33 . Adeda a IA, Anao OO, Fo cados GE e al . Low Doses o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Elici
Hepa o oxici y in Ra s Wi h Ma ke s o Oxida i e S ess and Induc ion o P o-In lamma o y Cy o-
kines . Biochem Biophys Res Commun . 2018;503(4):3167–3173 . doi:10 .1016/j .bb c .2018 .08 .112
34 . Xu YY, Ge J, Zhang MH e al . In a enous Adminis a ion o Mul iwalled Ca bon Nano ubes Agg a-
a es High-Fa Die -Induced Nonalcoholic S ea ohepa i is in Sp ague Dawley Ra s . In J Toxicol .
2016;35(6):634–643 . doi:10 .1177/1091581816653363
35 . Zhang HY, Chen RL, Shao Y, Wang HL, Liu ZG . E ec s o Exposu e o Adul Mice o Mul i-Walled
Ca bon Nano ubes on he Li e Lipid Me abolism o Thei O sp ing . Toxicol Res . 2018;7(5):
809–816 . doi:10 .1039/c8 x00032h
36 . P incipi E, Gi a dello R, B uno A e al . Sys emic Dis ibu ion o Single-Walled Ca bon Nano ubes
in a No el Model: Al e a ion o Biochemical Pa ame e s, Me abolic Func ions, Li e Accumula ion,
and In lamma ion In Vi o . In J Nanomedicine . 2016;11:4299–4316 . doi:10 .2147/IJN .S109950
37 . Zhang Y, Ma C, Wang Z e al . La ge-Sized G aphene Oxide Syne gis ically Enhances Pa enchymal
Hepa ocy e IL-6 Exp ession Moni o ed by Dynamic Imaging . Nanoscale . 2020;12(15):8147–8158 .
doi:10 .1039/C9NR10713D
38 . Pa lolla AK, Rondalph J, Tchounwou PB . Biochemical and His opa hological E alua ion o G a-
phene Oxide in Sp ague-Dawley Ra s . Aus in J En i on Toxicol . 2017;3(1):1021 .
39 . Ni mal NK, Awas hi KK, John PJ . Hepa o oxici y o G aphene Oxide in Wis a Ra s . En i on Sci
Pollu Res In . 2020;28(34):46367–46376 . doi:10 .1007/S11356-020-09953-0
40 . Poulsen SS, Beng son S, Williams A e al . A T ansc ip omic O e iew o Lung and Li e Changes
One Day A e Pulmona y Exposu e o G aphene and G aphene Oxide . Toxicol Appl Pha macol .
2021;410:115343 . doi:10 .1016/j . aap .2020 .115343
41 . Takahashi M, Ka o H, Doi Y e al . Sub-Acu e O al Toxici y S udy Wi h Fulle ene C60 in Ra s .
J Toxicol Sci . 2012;37(2):353–361 . doi:10 .2131/j s .37 .353
42 . Elsha e AEA, Ha idy MAM, Salman MMA, Fayyad AS, Hammad S . Fulle ene C60 Nanopa icles
Amelio a ed Cyclophosphamide-Induced Acu e Hepa o oxici y in Ra s . Biomed Pha maco he .
2018;97:53–59 . doi:10 .1016/j .biopha .2017 .10 .134
84
43 . Al-Bad i AM, Ba goo h AF, Al-Jebo i JG, Zegye EAK . Iden i ica ion o Ca bon Nano ube Pa -
icles in Li e Tissue and I s E ec s on Apop osis o Bi ds Exposed o Ai Pollu ion . Ve Wo ld .
2019;12(9):1372–1377 . doi:10 .14202/ e wo ld .2019 .1372-1377
44 . Che nick M, Kennedy A, Thomas T e al . Impac s o Inges ed MWCNT-Embedded Nanocomposi-
es in Japanese Medaka (O yzias La ipes) . Nano oxicology . 2021;15(10):1403–1422 . doi:10 .1080/
17435390 .2022 .2028919
85
6
KOŽNÍ A OČNÍ TOXICITA
Kůže je nej ě ším a nejkomplexnějším o gánem lidského ěla s mnoha unkcemi . T oří
yzikální ba ié u mezi nějším a ni řním p o ředím a ch ání o ganismus před chemický-
mi, yzikálními a mik obiálními li y . Je zapojená do řady yziologických p ocesů, k e é
zah nují e mo egulaci, či í, imunologickou su eillance, kon olu z á y eku in a depozici
uků a ody . Skládá se z několika s e , mezi něž pa ří epide mis ( chní čás kůže, již k yje
s a um co neum), de mis, kožní adnexa (mazo é a po ní žlázky a laso é olikuly) a podko-
ží, e k e ém se nacházejí ke a inocy y, ib oblas y, Lange hanso y buňky, buňky imuni ního
sys ému, melanocy y a Me kelo y buňky .1
Nanočás ice eagují s chní s ou pokožky (epide mis), p imá ně se s a em co ne-
um . To je složeno z m ých, plochých, e minálně di e enco aných ke a inocy ů (ko neo-
cy ů) a ex acelulá ní ma ix, k e á obsahuje lipidy . Po ch s a a co neum je osídlen kožním
mik obiomem, k e ý spolu s epide mis y áří její „kyselý plášť“ jako och anu před ú oky
pa ogenů a pomáhá zacho á a její při ozené p os ředí . Mik obiom aké in e aguje s imuni -
ním sys émem, podpo uje jeho unkce a b ání přemnožení opo unních pa ogenů na po chu
kůže .2,3 Hlubší s y epide mis jsou ořeny ko neocy y a ke a inocy y, k e é jsou p opojené
ěsnými mezibuněčnými spoji . Pe nos spojů (a edy i epi elu) se dynamicky mění zá is-
los i na působení ex e ních ak o ů, s imulů a yziologických po řeb o ganismu . Díky omu
se mění pe meabili a kůže, přes up ion ů, p o einů, ale aké pene ace xenobio ik či mig ace
imuni ních buněk .4
T ansde mální přes up nanočás ic do o ganismu je modi iko án jejich yzikálně-che-
mickými las nos mi . Ces y s upu lze p ním přiblížení ozděli na ces y pa acelulá ní,
in e celulá ní a anscelulá ní . Dalšími ces ami pak může bý p ůnik přes laso é olikuly
a po ní a mazo é žlázy .5–7 Nanočás ice pene ují do nižších s e pokožky, kde y olá ají
ůzné ypy eakcí, mezi něž řadíme i i aci, kon ak ní kopři ku, kon ak ní de ma i idu a o o-
sensi i izaci . Současně nanočás ice p onikají do sys émo é ci kulace a následně do o gánů
a kání .8
Při hodnocení li u nější expozice je nu no zmíni aké oko, k e é je elmi ci li é
k nějším ak o ům . Nanočás ice mohou d áždi jak po ch oka, ak i e inální buňky, ke
k e ým se dos á ají jinou než opickou ces ou (například inhalací nebo ze sys émo é ci ku-
lace po pe o ální expozici) . Oční oxici a edy bude následně zmíněna společně s oxici ou
kožní .9

86
6.1 IN VITRO STUDIE
In i o s udie de mální oxici y jsou zaměřeny na in e akce uhlíko ých nanočás ic s jedno -
li ými s ami pokožky a s očními kompa men y . Výsledky naznačují, že uhlíko é nano-
čás ice mohou z yšo a oxidační s es, y olá a záně li ou odpo ěď, poškozo a buňky
a způsobo a jejich sm .10 V následujícím ex u se zaměříme na li CNM na ůzné ypy
buněk, k e é se nacházejí pokožce . Jako poslední zmíníme oxici u CNM ůči oku .
Vnějším li ům jsou nej íce ys a eny ke a inocy y, k e é předs a ují hla ní buněčnou
linii p o in i o es o ání de ma o oxici y . Ku příkladu F on iñán-Rubio e al . p o edli d ě
s udie zaměřené na hodnocení de ma o oxici y yb aných uhlíko ých nanoma e iálů (CNM) .
V p ní s udii o ěřo ali li oxidu g a enu (GO) a íce s ého g a enu (FLG) na me abo-
lismus a unkce lidských imo alizo aných ke a inocy ů (HaCaT) . Nízké koncen ace GO
i FLG (5 μg/ml / 7 dní) měnily me abolomický p o il buněk . GO z yšo ala p odukci alaninu,
py u á u, glyce o os ocholinu a u idin os á u, za ímco pří omnos FLG edla ke z ýšení hla-
din uma á u, glyce o os ocholinu a ke snížení hladin py u á u, os ok ea inu a os ocholi-
nu . Oba ypy nanočás ic eduko aly hladinu glukózy . Při pod obnější analýze au oři zjis ili,
že nanočás ice zasahují do me abolických ces , k e é jsou k i ické p o buněčnou iabili u
a mobili u . Mezi al e o anými ces ami byla syn éza p o einů, K ebsů cyklus, cyklus močo-
iny, ecyklo ání amonia a me abolismus me hioninu . Snížení hladiny glukózy bylo spojené
s nadp odukcí olných kyslíko ých adikálů (ROS), z ýšením hladiny olného cy osolo ého
Ca2+, apop ózou a nek ózou buněk .11
V d uhé s udii íž au oři es o ali na ke a inocy ech HaCaT ři ypy g a eno ých nanoma-
e iálů, FLG a d a ypy GO (GO1, GO2) . Buňky byly kul i o ány se šemi CNM (5 μg/ml)
po dobu sedmi nebo řice i dnů . Expe imen y po dily, že pří omnos CNM mění me abolom
a bioene ge iku buněk, a o z láš ě případech, kdy se buňky nacházely e s eso ém s a u .
Byla o něž zjiš ěna z ýšená ú o eň p oli e ace a klonogeni y buněk (zejména při kul i aci
s GO2) . Nadmě ná mí a p oli e ace může bý spojo ána s yšším izikem zniku a oz oje
ka cinogeneze, což po dily něk e é dále u edené indiká o y . Buňky ys a ené GO2 se po
řice i dnech kul i ace ýznamně z ě šily (s ejně jako jejich jád a), ychleji se pohybo aly
po d oj ozmě ných po ších es u hojení a byla u nich zjiš ěna kumulace onkome aboli ů .
Au oři se p o o domní ají, že něk e é ypy g a eno ých nanočás ic mohou mí (i při subch o-
nické ú o ni expozice) ka cinogenní účinky .12
Toxici u g a enu hodno ili aké Salesa e al . V expe imen u byl použi FLG (2–10 s-
e ), k e ý byl apliko án do kul i ačních médií HaCaT dá kách 0–10 µg/ml po dobu
12 a 24 hodin . P oli e ační ak i i a buněk byla posuzo ána za 72 a 96 hodin od aplikace .
Au oři po dili z ah mezi dá kou a mí ou oxických účinků (snižo áním iabili y) s p aho-
ou koncen ací 0,5 μg/ml FLG . Zajíma é bylo zjiš ění, že i podp aho é (ne oxické) koncen-
ace FLG 0,005 a 0,01 μg/ml dokázaly po 72 a 96 hodinách ýznamně z yšo a p oli e ační
ak i i u buněk . Analýza změn exp esi řinác i yb aných genů p okázala z ýšenou exp esi
u šes i z nich . Jednalo se o SOD1 (supe oxiddismu áza), CAT (ka aláza), TGFB1 ( ans o -
ming g ow h ac o β), FN1 ( ib onek in), CDH1 (kadhe in 1) a FBN ( ib ilin 1) .13
Au oři Pelin e al . expono ali buňky HaCaT ůzným ypům GO a FLG po dobu 24 a 72 ho-
din . Tes o ané nanočás ice eduko aly buněčnou iabili u, al e o aly mi ochond iální unkce
a poškozo aly plazma ickou memb ánu . Nej yšší oxici u ykázaly nej íce oxido ané GO
s nej ě ším p ůmě em . Ty o čás ice poškozo aly mi ochond ie a plazma ickou memb ánu již při
EC50 5,4 a 2,9 μg/ml (za ímco případě FLG byly hodno y EC50 62,8 a 45,5 μg/ml) .14 Násled-
87
ná s udie s ejných au o ů po dila již získané ýsledky, a na íc zjis ila, že FLG a GO dá ce
100 μg/ml / 72 h z yšují depola izaci mi ochond iální memb ány a p odukci ROS (minimálně
o 44 %; ýznamný ná ůs p odukce ROS byl de eko án již při dá ce 0,4 μg/ml / 24 h) .15
Buněčné linie HaCaT mohou bý o li ňo ány aké MWCNT, SWCNT a ulle eny . Dani-
elle McShan a Hong ao Yu ys a ili buňky HaCaT nepu i iko aným, pu i iko aným a ka -
boxylo aným MWCNT (20 μg/ml) po dobu 0,5 a 24 hodin . Bylo nalezeno ne ýznamné
snížení iabili y buněk a ne ýznamné poškození DNA, k e é zřejmě sou iselo s ýznamným
ná ůs em ú o ně oxidačního s esu .16 B ian Palme , Sa ah Phelan-Dickenson a Lisa DeLouise
es o ali neka boxylo ané a ka boxylo ané MWCNT (HaCaT; expozice 0–5 μg/ml po dobu
3 a 24 hodin) . MWCT s ysokou mí ou ka boxylace ýznamně snižo aly iabili u buněk
a na ozo aly buněčnou sm , za ímco neka boxylo ané MWCNT ýznamně z yšo aly oxi-
dační s es . Výsledky ak naznačují, že MWCNT indukují buněčnou sm nezá isle na míře
oxidačního s esu .17
Obdobně na s uk u u HaCaT působí i SWCNT . Au oři Manna e al . u ádějí, že SWCNT
jsou schopny eduko a iabili u buněk i na elmi nízké expoziční hladině (0,1 μg/ml / 72 h)
a dále ji snižo a se z yšující se dá kou . Pří omnos SWCNT ede k ak i aci ansk ipční-
ho ak o u NF-κB, k e ý kon oluje exp esi mnoha p ozáně li ých cy okinů, jako jsou IL-8,
IL-1, IL-6 a TNFα (přímá indukce záně u) .18 Ve s udii au o ů Onga e al . snižo aly SWCNT
(12,5, 25, 50, 100 μg/ml) buněčnou iabili u, omezo aly ůs a p oli e aci buněk a inhibo-
aly signalizaci Hsp90 . Analýza geno é exp ese p okázala sníženou exp esi Hsp90 li em
SWCNT a na ušení p o eino é homeos ázy buňce . Po ucha ede k p og esi buněčného
s á nu í (Hsp90 unguje jako chape on podílející se na „ e oldingu“ p o einů) .19
K dalším uhlíko ým nanočás icím, k e é byly es o ány na buněčných liniích HaCaT,
pa ří ulle eny a jejich de i á y . Saa ho e al . ys a ili buňky HaCaT řem ypům ulle e-
nolů, C60(OH)20, C60(OH)24 a C60(OH)32, dá kách 0,0005–42,5 μg/ml / 24 a 48 h . Snížení
iabili y au oři pozo o ali pouze u buněk ys a ených nej yšší dá ce C60(OH)32 . Fulle enoly
C60(OH)24 a C60(OH)32, snižo aly ( nej yšších dá kách) exp esi IL-8, a šak C60(OH)32
dá ce 0,34 μg/ml / 24 h p odukci IL-8 naopak z yšo al . Au oři u ádějí, že p ůběhu expe-
imen u docházelo k pa acelulá ní i in acelulá ní ag egaci/aglome aci . Fulle enol C60(OH)20
aglome o al cy oplazma ických akuolách, za ímco aglome á y ulle enolu C60(OH)24 byly
de eko ány u ni ř buněk okálně přichycené k buněčné memb áně . Fulle enol C60(OH)32
y ářel menší ag egá y u ni ř buněk a ykazo al menší in e akce s memb ánami . Výsledky
naznačují dá ko ou zá islos oxici y ulle enolů a její úzkou azbu na mí u hyd oxylace
molekulá ních s uk u .20
Fib oblas y jsou základní buňky azi o é káně, ozp ýlené ůzných čás ech ěla . H ají
důleži ou oli epide mální p oli e aci, egene aci a o bě ex acelulá ní ma ix . Liao e al .
expono ali lidské de mální ib oblas y (NHDF) g a enu a GO (50 μg/ml / 24 h) . Výsledkem
bylo ýznamné snížení buněčné iabili y, z ýšení hladiny oxidačního s esu a na ušení mi o-
chond iální ak i i y .21 K podobným ýsledkům došli i au oři de Godoy e al ., k eří kul i o ali
myší kožní ib oblas y s MWCNT unkcionalizo anými e ae ylenpen aminem (MWCNT-
-TEPA; 1, 50, 250, 500 a 1000 mg/ml / 24 h) . MWCNT-TEPA ýznamně snižo aly iabili u
buněk, na d uhou s anu exp ese olných adikálů a p ozáně li ého cy okinu TNF-α ýznam-
ně z os ly . Vyšší dá ky MWCNT-TEPA způsobo aly zá ažnější buněčná poškození .22
K podobným zá ě ům došli i Ani a Pa lolla, B ionna Knigh en a Paul Tchounwou, k eří sle-
do ali li MWCNT na NHDF . Toxický účinek byl zá islý na dá ce, přičemž yšší koncen-
ace poškozo aly DNA a ak i o aly in acelulá ní ces y edoucí k apop óze . Oba u edené
88
je y edly k ýznamnému poklesu buněčné iabili y .23 Au oři Tian e al . po o ná ali li
ůzných ypů CNM na NHDF . V ozsáhlé s udii expono ali y o buňky SWCNT, MWCNT,
sazím (ca bon black), g a i u a ak i nímu uhlíku ši oké škále koncen ací po dobu 1 až 5 dní .
Nej yšší pokles iabili y buněk byl zjiš ěn případě expozice SWCNT . Vedle snížení iabi-
li y nanočás ice al e o aly o něž buněčnou mo ologii se změnou a u a na ušením adhezi-
i i y . Mí a oxického účinku byla zá islá na dá ce a na čase .24
Vedle oxických účinků CNM je nu né zmíni i jejich pozi i ní li y . Ve s udii Jenni e
My ych, Macieje Wnuka a Su eshe Ra ana bylo p okázáno, že ib oblas y z kůže lidské-
ho obličeje (FSF1) po expozici ND (dá ky do 0,5 μg/ml) snáze p oli e o aly a měly yšší
hoji ou kapaci u a me abolickou ak i i u . ND o něž y olá aly buněčný s es se z ýšenou
exp esí hemoxydogenázy, si uinu 1 a DNA me yl ans e ázy . Ve ýsledku edy došlo k p o-
dloužení doby přeži í ib oblas ů a ke zlepšení jejich unkcí .25 Odbo ná li e a u a u ádí, že
i aplikace d oj ozmě ných g a eno ých s uk u mohou és ke z ýšení p oli e ace a zlepšení
unkcí lidských ib oblas ů (k yšší e ek i i ě hojení) . Sa ina e al . přip a ili ilmy z g a enu
a GO, k e é osadili NHDF . Komplex po enco al ůs a bioak i i u buněk a ýznamně posilo-
al jejich egene ační schopnos .26
Vedle ke a inocy ů a kožních ib oblas ů byly něk e ých in i o s udiích použi y i mode-
ly lidské epide mis nebo přímo zo ky lidské kůže . Například au oři Sil a e al . hodno ili li
GO na kožní pe meabili u . V jejich expe imen u byly použi y zo ky lidské kůže o loušťce
0,8 mm . Nej yšší mí a pene ace byla zjiš ěna při koncen aci 1000 µg GO / ml dispe ze .
Nižší koncen ace sice pene o aly ychleji, nicméně konečný celko ý objem GO pokožce
byl nižší . De mální pene ace CNM je yuží ána u o o e apie . Uhlíko é nanočás ice kůži
abso bují záření blízké in ače enému pásmu, což má za následek ná ůs lokální eplo y
a z ýšení účinnos i e apie .27
Au oři Fusco e al . s udo ali in enzi u d áždi ých účinků CNM na kůži . V expe imen u
použili SkinE hic™ model ekons uo ané lidské epide mis (RhE), na jehož po ch apli-
ko ali FLG, FLG unkcionalizo ané dodecylsí anem sodným a dodecylbenzensul oná em
sodným, GO, GO a g a en po dobu 42 minu . Známky i i ace byly zjiš ěny pouze u unkcio-
nalizo aných FLG . Došlo ke z á ě denzi y e s a u co neum a s a u g anulosum a agmen-
aci ke a inocy o ých jade s a um spinosum a s a um basale . GO induko al pouze mí né
poškození s a a co neum . Všechny použi é nanočás ice k omě g a enu o mo aly malá depo-
zi a e s a u co neum a elké ag egá y na po chu epide mis . Au oři sledo ali aké hladinu
zás upce skupiny ala minů IL-1α . K z ýšení jeho hladiny došlo pouze u unkcionalizo aných
FLG . Zdá se edy, že z es o ané skupiny CNM je za kožní i i an y možné po ažo a pouze
unkcionalizo ané FLG .28
De mální expozice bý á spojena i s expozicí oka . Au oři Yan e al . použili p o hodnocení
oxici y CNM p o oko e inální pigmen o ý epi el (RPE) . Epi elo é buňky byly expono ány
MWCNT, plazmou modi iko anými MWCNT, hyd oxylo anými MWCNT a ka boxylo aný-
mi MWCNT (5–100 mg/ml / 72 h) . Nej yšší koncen ace šech CNM způsobo aly ýznam-
né snížení iabili y buněk, u olňo ání lak á dehyd ogenázy a zesílenou p odukci olných
adikálů (byly nalezeny apop o ické buňky) . Nej yšší mí a oční oxici y byla zaznamenána
u nemodi iko aných MWCNT . Ka boxylo aná o ma MWCNT se je ila jako biokompa-
ibilní .29 Ou e al . expono ali ARPE-19 (imo alizo ané lidské e inální buňky) GO a GO
(10–200 µg/ml / 6–72 h) . Vedle ná ůs u hladiny oxidačního s esu způsobo aly nanočás ice
aké snížení iabili y a poškození DNA . Čás ice GO ykazo aly yšší mí u geno oxici y než
čás ice GO .30
89
Wu e al . zkoumali oxici u GO ůči lidským epi elo ým buňkám oho ky (hCo EC)
a lidským epi elo ým spoji ko ým buňkám (hConEC) . Dá ky GO 12,5–100 μg/ml ne yká-
zaly během aku ní d ouhodino é expozice známky oxici y ůči hCo EC ani ůči hConEC .
Celodenní (24hodino á) expozice obou buněčných linií GO šak ýznamně z ýšila p odukci
olných kyslíko ých adikálů, což mělo za následek spuš ění apop o ických mechanismů .31
Ve s udii An e al . byly k ysí oho ko é epi elo é buňky (RCEC) ys a eny působení GO
a GO (5–50 μg/ml / 24, 48 a 72 h) . Čás ice GO, zá islos i na čase a dá ce, ý azně snižo-
aly iabili u buněk . Byl nalezen z ýšený ýsky apop óz a nek óz a docházelo i k na ušo ání
buněčného cyklu . Obecně, čás ice GO ykazo aly yšší mí u oxici u než čás ice GO .32
Obdobně jako u de málních expozic, i u expozic oka je nu né zmíni něk e é pozi i ní
účinky CNM . Bylo například p okázáno, že uhlíko é nanočás ice podpo ují egene aci buněk
oka, konk é ně jejich ůs a di e enciaci . Zamb ano-Andazol e al . s udo ali in i o in e akce
memb ány z GO s yb anými buněčnými liniemi oka (buňkami pigmen o ého epi elu lid-
ské sí nice, lidskými oho ko ými epi elo ými buňkami CHCE-T, p imá ními oho ko ý-
mi ke a inocy y a p imá ními lidskými oho ko ými limbálními buňkami . Výsledkem byla
nízká ú o eň geno oxici y a ýznamná indukce dělení a mig ace buněk . Expe imen in i o,
k e ý byl p o eden po in i o s udii, po dil egene ační po enciál GO memb ány .33
6.2 IN VIVO STUDIE
Také in i o s udiích byla sledo ána kožní a oční i i ace a senzibilace po opické aplikaci
CNM . Výsledky jsou po o nání s ýsledky in i o s udií komplexnější a posky ují alid-
nější údaje o po enciální iziko os i CNM p o člo ěka .
Například Ema e al . zaměřili ýzkum na de mální senzibilaci a oční i i aci po aplikaci
SWCNT-N (Nikkiso) a SWCNT-SG (supe -g ow h) a MWCNT N a M (Mi sui) u k álíků
a mo ča . Doba sledo ání byla 24 a 48 hodin od aplikace 0,1 % SWCNT-N, 0,5 % SWCNT-SG,
0,25 % MWCNT-N a 1 % MWNT-M do konjunk i álního aku . Po 24 hodinách se u ří k á-
líků po aplikaci N-MWCNT obje ila mí ná konjunk i ální hype émie, k e á šak do 48 hodin
ymizela . Kožní i i ace byla es o ána pomocí náplas í s nanočás icemi a změny byly hod-
noceny za 1, 24, 48 a 72 hodin od jejich ods anění . Byla pozo o ána mí ná hype émie u ří
k álíků expono aných N-MWCNT . I i ace kůže, obdobně jako oční i i ace, ymizela do
48 hodin po sejmu í náplas í . U mo ča k senzibilizaci kůže nedošlo ůbec . Z oho o pohledu
lze es o ané nanočás ice cha ak e izo a jako slabé i i an y a senzibilizan y .34 Expe imen y
au o ů Kim e al . byly zaměřeny na senzibilizaci kůže myší plá ky g a enu . Ani nej yšší
koncen ace suspenze g a enu neměly za následek senzibilaci pokožky .35 Podobné ýsledky
získali Pa k e al ., k eří apliko ali MWCNT (1,000 μg/ml) na zd a ou a poškozenou (ab azí)
pokožku k álíků . Po 24 ani 48 hodinách od aplikace nebyly na pokožce zjiš ěny známky
poškození (edém nebo hype émie) .36 Ani Balak ishna Mu hy, Sai am Kisho e a Su ekha
Panee sel am ne u ádí nálezy známek oxického působení MWCNT na kůži a oko po kanů,
k álíků a mo ča .37
Vedle SWCNT a MWCNT byly s udo ány i de mální oxici y ulle enů . Expe imen
Xin Xia, Nancy Mon ei o-Ri ie e a Jima Ri ie eho byl zaměřen na de mální abso pci ul-
le enu C60 . Pokožka ods a ených sela byla expono ána po dobu č yř dnů ulle enu (200 μl
nebo 500 μg/ml / 24 h) oluenu, cyklohexanu, chlo o o mu a mine álním oleji . Expo-
no aná pokožka byla přelepena páskou a byly odeb ány zo ky p o his ologickou analýzu .
96
hladiny BUN (blood u ea ni ogen) a hladiny oxidačního s esu, přes ože se ak i i a an i-
oxidačních enzymů z ýšila . His ologická analýza po dila poškození led ino ých kání .
Dá ka 10 mg/kg způsobo ala dila aci ubulů a enální ubulá ní sepa aci; dá ka 20 mg/kg
y olá ala ubulá ní nek ózu, dezin eg aci ubulů, degene aci hema opoe ické káně a eozi-
no ilní exsudá a dá ka 40 mg/kg měla za následek zá ažnější o my šech dří e zmíněných
pa ologií . Všechny pozo o ané změny byly zá islé na dá kách .9
Na ozdíl od ýše popsaných ýsledků šak skupina jiných au o ů (Ka sh e al .) in i o
expe imen u pří omnos ne o oxických účinků GO nezjis ila . Ti o au oři apliko ali po kanům
po dobu jednoho ýdne in ape i oneálně GO denní dá ce 1 mg/kg .10 Zjiš ěnou neshodu by
bylo možné přisuzo a ozdílné o mě expozice a ý azně ozdílným expozičním dá kám,
neboť Pa lolla e al . podá ali dá ky 10–40 mg/kg .
Ve expe imen ech byla pochopi elně ěno ána pozo nos i li u po cho é modi ikace/
unkcionalizace CNM na jejich biologickou ak i i u . Například Jasim e al . sledo ali dis ibu-
ci GO unkcionalizo aného kyselinou 1,4,7,10- e aazacyklododekan-1,4,7,10- e aoc o ou
(GO-DOTA značený adioak i ním indiem) . Po in a enózní aplikaci (50 μg) myším byl
GO-DOTA de eko án moči, močo ém měchýři, e slini ce a já ech .11
S ohledem na pozi i ní nálezy in i o expe imen ů byla po enciální ne o oxici a uhlíko-
ých nano ubic (CNT) es o ána o něž i expe imen ech in i o . Například Lace da e al .
apliko ali myším in a enózně ne unkcionalizo ané a unkcionalizo ané MWCNT ( unkcio-
nalizace amoniakem a ka boxylo ými skupinami; dá ka 200 μg) . Po 24 hodinách od aplikace
byly myším odeb ány zo ky led in, ja e , sleziny a plic . Z nálezů yplý á, že čím yšší byl
s upeň unkcionalizace, ím menší byla jejich akumulace e káních . Ne uncionalizo ané
MWCNT se akumulo aly éměř ýh adně plicích a já ech (ne led inách) . Vyb ané indi-
ká o y analýz sé a a moči neindiko aly yziologické abno mali y u žádného z odeb aných
o gánů . Au oři se domní ají, že k i ickým ak o em, edoucím k menší akumulaci CNT e
káních a k no mální káňo é yziologii, je s upeň unkcionalizace, a nikoli po aha unkčních
skupin .12
K opačným zá ě ům došli Maha Gazia a Mohammed El-Magd, k eří známky ne o oxici-
y MWCNT popsali . V jejich expe imen u byly po kanům in a acheálně podány ne unciona-
lizo ané a unkcionalizo ané MWCNT (amylo ané a obalené polye hylenglykolem – pegy-
lo ané; dá ka 1 mg/kg) . Ne unkcionalizo ané a amylo ané MWCNT způsobo aly p ak icky
s ejnou o mu poškození led ino é káně, k e á měla za následek snížení led ino ých unkcí .
V his ologických p epa á ech byly pa né kolabo ané nebo edema ózní hemo agické glome-
uly, poškozené mezangiální a endo elo é buňky a mnoho apop o ických buněk . V k i byly
nalezeny z ýšené hladiny močo iny a k ea ininu . Příčinu poškození au oři připisují z ýšené
hladině oxidačního s esu, k e á induko ala záně li ou odpo ěď a apop ózu . Pří omnos záně-
u byla po zena ná ůs em hladiny p ozáně li ého IL- IL1β a z ýšenou ak i i ou kaspázy 3 .
V případě pegylo aných MWCNT ýše u edená poškození a změny pozo o ány nebyly .13
Ne o oxické účinky CNT popisují o něž Zah a Ma ou i a Ali Noo i, k eří in ape i o-
neálně apliko ali po kanům MWCNT, unkcionalizo ané ka boxylo ými skupinami (dá ky
2,5, 5, 10 a 20 mg/kg) . Po jednom dni od aplikace byla u dá ek 2,5 a 5 mg/kg nalezena
snížená hladina sé o é kyseliny močo é . Po d ace i dnech od aplikace byly u šech dá ek
zjiš ěny snížené hladiny sé o é kyseliny močo é a močo iny . Snížené hladiny k ea ininu byly
nalezeny pouze u dá ek 5 a 10 mg/kg . His ologická analýza p okázala poškození led ino é
káně . Zajíma ý byl nález ložisek hyalinu podobné subs ance, k e á znikla (p a děpodobně)
důsledku z ýšené ak i i y eozino ilů a dalších záně li ých buněk (bazo ilů a neu o ilů) .

97
V kůře a dřeni led in došlo li em expozice ke glome ulá ní degene aci, dila aci Bowmano a
pouzd a a degene aci s ěny p oximálních ubulů . Poškození káně bylo zá islé na dá ce .14
Zá ě em nu no zmíni i pozi i ní účinky CNM na o gány ylučo ací sous a y . Au oři
Lepo a i e al . popisují e s ém přehledo ém článku an ibak e iální ak i i u nanodiaman ů
při léčbě bak e iálních cys i id ( y olaných například ba e iemi Esche ichia coli), k e é jsou
čas ou komplikací nádo o ých onemocnění močo ého měchýře . U pacien ů s ou o diagnó-
zou je nu né in ekci řeši , nicméně bý á p oblém s použi ím s á ající a makologické léčby .
Au oři se domní ají, že an ibak e iální ak i i u nanodiaman ů by bylo možné yuží i u ezi-
s en ních bak e iálních d uhů .15
7.3 ZÁVĚR
S udií, k e é se zabý ají ne o oxici ou není mnoho a zá ě y nejsou jedno né a jednoznačné,
podobně jako omu bylo případě kožní a oční oxici y . Pokud ycházíme z p incipu předběž-
né opa nos i a exis ují s udie, k e é jis ou mí u oxici y p okázaly, je nu né s ou o oxici ou
počí a , obz láš ě když p á ě močo ý sys ém může bý jednou z eliminačních ces CNM .
7.4 LITERATURA
1 . Ia icoli I, Fon ana L, No dbe g G . The E ec s o Nanopa icles on he Renal Sys em . C i Re
Toxicol. 2016;46(6):490–560 . doi:10 .1080/10408444 .2016 .1181047 .
2 . Zhao H, Li L, Zhan H, Chu Y, Sun B . Mechanis ic Unde s anding o he Enginee ed Nanoma e ial-
-Induced Toxici y on Kidney . J Nanoma e . 2019;2019(1):2954853 . doi:10 .1155/2019/2954853 .
3 . Yu SP, Su XD, Du JL e al . The Cy o oxici y o Wa e -Soluble Ca bon Nano ubes on Human
Emb yonic Kidney and Li e Cance Cells . New Ca bon Ma e . 2018;33(1):36–45 . doi:10 .1016/
S1872-5805(18)60325-7 .
4 . Reddy ARN, Reddy YN, K ishna DR, Himabindu V . Mul i Wall Ca bon Nano ubes Induce Oxida i e
S ess and Cy o oxici y in Human Emb yonic Kidney (HEK293) Cells . Toxicology. 2010;272(1–3):
11–16 . doi:10 .1016/J .TOX .2010 .03 .017 .
5 . Ke manizadeh A, V anic S, Boland S e al . An In Vi o Assessmen o Panel o Enginee ed Nanoma-
e ials Using a Human Renal Cell Line: Cy o oxici y, P o-In lamma o y Response, Oxida i e S ess
and Geno oxici y . BMC Neph ol. 2013;14(1):96 . doi:10 .1186/1471-2369-14-96 .
6 . Ba ille S, Simon-Decke s A, He lin-Boime N e al . Toxicological Consequences o TiO2, SiC
Nanopa icles and Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Exposu e in Se e al Mammalian Cell Types:
An In Vi o S udy . J Nanopa Res. 2010;12(1):61–73 . doi:10 .1007/s11051-009-9694-y .
7 . Blaze -Yos BL, Banga A, Amos A e al . E ec o Ca bon Nanopa icles on Renal Epi helial Cell
S uc u e, Ba ie Func ion, and P o ein Exp ession . Nano oxicology. 2011;5(3):354–371 . doi:
10 .3109/17435390 .2010 .514076 .
8 . Johnson-Lyles DN, Pei ley K, Locke S e al . Fulle enol Cy o oxici y in Kidney Cells Is Associa ed
Wi h Cy oskele on Dis up ion, Au ophagic Vacuole Accumula ion, and Mi ochond ial Dys unc ion .
Toxicol Appl Pha macol. 2010;248(3):249–258 . doi:10 .1016/j . aap .2010 .08 .008 .
9 . Pa lolla AK, Randolph J, Kuma i SA, Tchounwou PB . Toxici y E alua ion o G aphene Oxide in
Kidneys o Sp ague-Dawley Ra s . In J En i on Res Public Heal h. 2016;13(4):380 . doi:10 .3390/
ije ph13040380 .
10 . Ka sh EH, Kadhim RJ, Jabi MS . E ec o G aphene Oxide and Gold Nanopa icles on Kidney
Pa ame e s o Male Mice . AIP Con P oc. 2020;2213:020145-1–020145-6 . doi:10 .1063/5 .0000167 .
98
11 . Jasim DA, Ména d-Moyon C, Bégin D, Bianco A, Kos a elos K . Tissue Dis ibu ion and U ina y
Exc e ion o In a enously Adminis e ed Chemically Func ionalized G aphene Oxide Shee s . Chem
Sci. 2015;6(7):3952–3964 . doi:10 .1039/C5SC00114E .
12 . Lace da L, Ali-Bouce a H, He e o MA e al . Tissue His ology and Physiology Following In a e-
nous Adminis a ion o Di e en Types o Func ionalized Mul iwalled Ca bon Nano ubes . Nano-
medicine. 2008;3(2):149–161 . doi:10 .2217/17435889 .3 .2 .149 .
13 . Abu Gazia M, El-Magd MA . E ec o P is ine and Func ionalized Mul iwalled Ca bon Nano ubes
on Ra Renal Co ex . Ac a His ochem. 2019;121(2):207–217 . doi:10 .1016/j .ac his .2018 .12 .005 .
14 . Poo mohammad Ma ou i Z, Noo i A . E ec o Mul i-Wall Ca bon Nano ubes Toxici y on Kidney
Func ion and Tissue in Ra s . J Go gan Uni Med Sci. 2018;20(1):22–28 .
15 . Lepo a i S, Ca bone M, Zupančič D, Ve anič P . Nanodiamonds as Possible Tools o Imp o ed Man-
agemen o Bladde Cance and Bac e ial Cys i is . In J Mol Sci. 2022;23(15):8183 . doi:10 .3390/
IJMS23158183 .
99
8
NEUROTOXICITA
Uhlíko é nanoma e iály (CNM) mohou p onika i do cen ální ne o é sous a y (CNS) .
Hla ními pene ačními ces ami jsou sys émo á ci kulace a ho ní ces y dýchací (p imá ně
nosní du ina) . T anslokace přes hema oence alickou ba ié u (HEB) je ýznamně o li ňo á-
na yzikálně-chemickými las nos mi CNM a jejich unkcionalizací . Přes u o ba ié u, k e á
má za yziologických podmínek elmi malou pe meabili u, p os upují snadněji elmi malé
hyd o obní CNM . V HEB mohou CNM induko a záně li ou odpo ěď, poškozo a endo el
a z yšo a její pe meabili u, a o zejména ěch oblas ech, kde je HEB íce enes o aná
a osídlená pe i askulá ními mik ogliemi ( y o buňky po s imulaci CNM p odukují p ozáně -
li é cy okiny) . Uhlíko é nanočás ice mohou aké na ušo a mezibuněčné spoje a p os upo a
do CNS pa acelulá ně . Mezi další anslokační ces y lze zařadi endocy ózu a pene aci CNM
do buněk bez na ušení in eg i y jejich buněčné memb ány ( anscelulá ní anspo ) . Po p ů-
niku CNM do CNS může docháze k jejich kumulaci ůzných mozko ých kompa men ech .
Va iabili a mí y kumulace (podle kompa men ů) je při om opě ýznamně o li ňo ána yzi-
kálně-chemickými las nos mi a unkcionalizací CNM .1–3
V případech, kdy CNM s upují do CNS ces ou přes ho ní ces y dýchací (nosní du inu),
musí nejdří e překona ba ié u mukociliá ního sys ému, anscelulá ně nebo pa acelulá ně
přes oupi přes s u slizničních buněk a pomocí azby na ecep o pene o a do neu o-
nů nosní sliznici . Podél axonů pak CNM p os upují ( anscelulá ně nebo ex acelulá ně)
z čicho ého a/nebo ojklanného ne u až do CNS, kde li em CNM dochází k nežádoucím
eakcím a k poškozo ání ne o é káně .4–6 Dos upné li e á ní zd oje dokládají, že CNM
mohou induko a neu ozáně li ou odpo ěď a z yšo a hladinu oxidačního s esu . Oba u e-
dené děje mají přímou azbu na neu odegene a i ní p ocesy, spojené s na ušo áním kogni-
i ních a paměťo ých unkcí . Nu no šak doplni , že něk e é CNM naopak oxidační s es
snižují, edukují p odukci amyloidu a podpo ují neu ogenezi .7
8.1 IN VITRO STUDIE
Výsledky in i o s udií dokladují p ozáně li ý cha ak e expozice CNM, ná ůs hladiny ol-
ných kyslíko ých adikálů (ROS), snížení iabili y buněk a indukci apop ózy . Něk e é d uhy
CNM sice ne ykazují přímou oxici u, nicméně mohou ýznamně zasaho a do yziologic-
kých pochodů buňkách a na uši jejich unkce .
100
Wang e al . p ezen o ali s udie, e k e ých ys a ili buněčnou kul u u PC12 (buňky
eoch omocy omu) expozici ne unkcionalizo aným jedno s ým uhlíko ým nano ubi-
cím (SWCNT) . SWCNT z yšo aly ( zá islos i na dá ce a době inkubace; 0–400 μg/ml /
24–48 h) mí u oxidačního s esu (p odukce olných kyslíko ých adikálů; ROS), což se p o-
je ilo ý azným poklesem hodno glu a hionu a ak i i y glu a hionpe oxidázy a supe oxiddi-
smuzázy, poškozením buněčné memb ány, edukcí memb áno ého po enciálu mi ochond ií
a snížením buněčné iabili y .8,9 K podobným ýsledků došli i Vaniyampa amba h Vijayalaks-
mi, Bindu Sadanandan a Anjanapu a Raghu, k eří expono ali buněčnou kul u u LN18 (lidské
neu ony) ne unkcionalizo aným a ka boxylo aným SWCNT (5, 10, 20, 40 μg/ml / 0–48 h) .
Oba ypy SWCNT při expoziční koncen aci 40 μg/ml ýznamně z yšo aly p odukci ROS
(po dobu 6 hodin) a hladinu malondialdehydu (po dobu 24 a 47 hodin) .10 Neu o oxici u p o-
kázali o něž au oři Visalli e al ., k eří s o ná ali účinky ne unkcionalizo aných a ka boxy-
lo aných mnoho s ých nano ubic (MWCNT) na buněčnou kul u u SH-SY5 (lidské linie
neu oblas omu) . Buňky byly expono ány koncen acím 12,5 a 25 μg/ml po dobu až 24 hodin .
V zá islos i na koncen aci a čase bylo zjiš ěno poškození DNA, snížení buněčné iabili y,
z ýšení p odukce ROS a z ýšení exp ese p ozáně li ých cy okinů TNFα, IL-1β a IL-6 . Vyšší
mí u oxici y ykazo aly ne unkcionalizo ané MWCNT, unkcionalizace může nega i ní
li MWCNT zmí ni .11
Bussy e al . po o nali neu o oxici u č yř o em MWCNT (bez unkcionalizace a unkcio-
nalizo ané ox-MWNT, ox-MWNTNH3+ a MWNT-NH3+; koncen ace 5–50 μg/ml) . Expono-
ány byly p imá ní neu ální a glio é buňky izolo ané z e álního k ysího on álního ko exu
a ze s ia a . Žádná z es o aných o em MWCNT ne ykazo ala účinky na neu ony obou čás í
CNS a na glio é buňky z on ální oblas i . V případě glio ých buněk ze s ia a byla zjiš ěna
snížená buněčná iabili a (snížení zá islé na dá ce) . V komplexní glio é kul uře ( níž byly
zas oupeny aké mik oglie a as ocy y) došlo li em expozice k ak i aci mik oglií (z ýšení
exp ese CD11b/c), k e é e ek i něji pohlco aly šechny o my MWCNT a p oduko aly yšší
množs í oxidu dusna ého než as ocy y . Nej yšší p odukce oxidu dusna ého byla zjiš ěna
po expozici ox-MWNTNH3+ .12 Při zmínce o mik ogliích by neměla bý opomenu a s udie
au o ů Li e al ., e k e é expozice jedno s ým nano ohům (CNH) inhibo ala p oli e a-
ci a induko ala apop ózu u kul u y myších mik oglií .13 Také au oři Villegas e al . popsali
in e e enci MWCNT s unkcemi mik oglií . In e e ence měla za následek omezení jejich
agocy á ní ak i i y a mig ace .14 Inhibiční li MWCNT na unkce mik oglií může mí e
ýsledku pozi i ní cha ak e , p o ože mik oglie pa ří k buňkám, k e é jsou zodpo ědné za
záně y a poškození CNS .
P oběhlo éž mnoho expe imen ů s dalšími CNM . S udie au o ů La ne e al . byla zaměře-
na na es o ání po enciálního neu o oxického li u několika d uhů CNM na buněčnou kul u-
u PC-12 . Buněčná linie PC-12 je od ozená z eoch omocy omu dřeně nadled in po kanů: po
oše ření ne o ým ůs o ým ak o em se buňky PC-12 přes anou množi a pods oupí koneč-
nou di e enciaci a ím je y ořen hodný modelo ý sys ém p o s udium di e enciace ne -
o ých buněk . Ve s udii byly es o ány SWCNT (10–100 μg/ml), ulle en (C60; 100 μg/ml)
a nanosaze (nano ca bon black; nano-CB; 10–100 μg/ml) . Vyšší koncen ace CNM z yšo aly
o bu š ěpných p oduk ů α-II-spek inu (ukaza ele na ušení buněčného cy oskele u a buněčné
sm i) a induko aly kon akce buněčné memb ány a o bu akuol cy osolu . Di e enco ané
buňky byly po o nání s nedi e enco anými obecně níma ější k cy o oxickému (neu o o-
xickému) účinku es o aných CNM .15 Pokud se jedná o nano-CB, nabízí se zmíni ješ ě p áci
Jianga e al ., níž expozice buněčné linie PC-12 nano-CB (dá ky 0,6 až 6 μg/cm2 / 24 hodin)
101
edla ke z ýšení p odukce ROS, k ná ůs u endoplazma icko- e ikulá ního s esu a ke snížení
ak i i an ioxidačních enzymů supe oxiddismu ázy a glu a ionpe oxidázy .16
Velmi čas o zkoumaným ma e iálem z pohledu oxici y je g a en a od něj od ozené ma e-
iály, čemuž se ěno aly následující příspě ky . Ku příkladu au oři B amini e al . inkubo ali
p imá ní as ocy y s íce s ým g a enem (FLG) a oxidem g a enu (GO) o koncen acích
1 a 10 μg/ml (24–72 hodin nebo 7 dní) . Expozice u edeným CNM nesnižo ala buněčnou ia-
bili u či p oli e aci, měla šak za následek na ušení me abolismu choles e olu . To se p oje ilo
ná ůs em jeho množs í memb áně . Také byly pozo o ány změny koncen ací in acelu-
lá ního ápníku, edoucí k na ušo ání zniku spon ánních či e oko aných signálů . V eálné
si uaci může en o je o li ňo a yziologické in e akce mezi as ocy y a neu ony .17
As ocy y a GO použili e s é s udii aké au oři Rudny ska e al . Byly hodnoceny změny
geno é exp esi as ocy ů (mRNA NAMPT, TSPAN13, BCAR3, BRCA1, PTGS2, P4HA1,
P4HA2, miRNA96-5p a miRNA145-5p) po ys a ení koncen acím 1 a 4 ng GO/ml po dobu
24 hodin . Au oři u ádějí, že expozice způsobo ala de egulaci exp ese yb aných genů; sup i-
mo ala exp esi NAMPT, BCAR3 a TSPAN13, a naopak induko ala exp esi BRCA1, PTGS2,
P4HA1 a P4HA2 . Bylo o něž pozo o áno snížení exp ese yb aných miRNA . Z ýsledků je
zřejmé, že GO zasahuje do exp ese as ocy á ních genů a může ak o li ňo a unkce as ocy-
ů .18 Chiacchia e a e al . inkubo ali p imá ní myší as ocy y s g a enem a s GO (10 µg/ml /
24 nebo 72 hodin, po dobu 7 dní) . Expozice oběma u edeným CNM edla k buněčné in e -
nalizaci nanočás ic s následnými mo ologickými změnami a přes a bami cy oskele u .
Významnější změny induko al GO, k e ý hype pola izo al klido ý memb áno ý po enciál
a z yšo al odi os , exp esi Ki 4 .1 (glial ATP-dependen inwa dly ec i ying po assium cha-
nnel) a „up ake“ glu amá u, což mělo ýznamný li na yziologické unkce as ocy ů a na
jejich in e akce s os a ními ne o ými buňkami .19
Zajíma é jsou ýsledky in i o s udií s yuži ím o ganoidů . O ganoid je minia u izo aná
a zjednodušená e ze o gánu ( o ma in i o), k e á ykazuje ealis ickou mik oana omii .
Bý á od ozen z káňo ých buněk, emb yonálních kmeno ých buněk nebo induko aných
plu ipo en ních kmeno ých buněk . Au oři Liu e al . expono ali oj ozmě ný o ganoid mozku
GO (50 μg/ml) . Expozice působila cy o oxicky, ale nez yšo ala p odukci oxického supe -
oxido ého ion u . Pomocí RNA sek eno ání bylo zjiš ěno, že expozice GO z ýšila exp esi
80 genů a snížila exp esi 121 genů . Vzhledem ke sku ečnos i, že se e ě šině případů jednalo
o geny sou isející s yziologií me abolických ces ( če ně lipido ého me abolismu), edl
u edený scénář o něž k na ušení lipidomu .20
Výše u edené s udie e ě šině případů po zují cy o oxický účinek CNM . Ten sice
může ne o ou sous a u poškozo a , na d uhou s anu by mohl bý yuži při léčbě nádo o-
ých a neu odegene a i ních onemocnění CNS . V kapi ole „Biomedicínské yuži í uhlíko-
ých nanoma e iálů“ byly u edeny příklady anspo u léči (pomocí CNM) do speci ických
ělních kompa men ů . Tím o pos upem lze z yšo a e ek i i u podané dá ky a omezo a
nežádoucí sys émo é účinky . Z pohledu nádo o ých onemocnění CNS se jako hodný kan-
didá na nosiče léči je í MWCNT, k e é po unkcionalizaci snadno pene ují přes HEB .
Na zdo y mnoha pok okům diagnos ice mozko ých nádo ů za ím neexis uje účinná léč-
ba glioblas omu . Zdá se, že použi í MWCNT by při řešení oho o p oblému mohlo ýznam-
ně pomoci . Například au oři Romano-Feinholz e al . expono ali po kaní as ocy y a buňky
gliomu RG2 emozolimidu kombinaci s ne unkcionalizo aným (nedopo aným) MWCNT
a dusíkem dopo anými MWCN o koncen acích 10–100 μg/ml . U nádo o ých buněk
působily šechny MWCNT jako elmi silné adju ans a podpořily účinnos emozolimidu .

102
Z ýsledků yplý á, že mí a buněčné sm i byla při expozici kombinaci dusíkem dopo a-
ných MWCN a emozolimidu d ojnásobně yšší než při expozici nedopo anými MWCNT
a emozolimidem .21 V jiných d ou s udiích bylo zjiš ěno, že expozice g a enu (20–200 μg/ml
a 5–100 μg/ml) z yšuje p odukci ROS, snižuje iabili u a indukuje apop ózu u U87 a U118
glioblas omo ých buněk .22,23
Ma ínez-He e a e al . s udo ali účinnos ulle enu při inhibici ag egace amyloidu β,
k e ý y áří plaky spojo ané s iniciací a p og esí Alzheime o y nemoci . Modi iko ané
ulle eny (mul iadduk y s 4 až 6 die ylmalonyly) modulo aly p odukci amyloido ých ib il
a ag egá ů (bez p oje ů cy o oxici y ůči ne o ým buňkám) a snižo aly hladinu oxidačního
s esu . Výsledky naznačují, že modi iko aný ulle en by mohl nají yuži í léčbě Alzhei-
me o y nemoci .24
Vedle yuži í CNM oblas i léčby nádo o ých a neu odegene a i ních onemocnění
CNS je nu no zmíni aké možnos jejich yuži í oblas i egene ace ne o é káně . S udie
odbo né li e a uře dokladují, že použi í sca oldů z g a enu, GO či MWCNT podpo uje
di e enciaci kmeno ých buněk do ne o ých buněk, posiluje jejich p oli e aci, ůs axonů,
o mo ání synapsí a přenos signálů .25,26
8.2 IN VIVO STUDIE
Výsledky in i o s udií (zaměřených na účinky CNM) jsou e ě šině případů e shodě
s ýsledky s udií in i o . Byla po zena ý ojo á neu o oxici a ( íce kapi ole „Rep o-
dukční a ý ojo á oxici a“), na ušo ání HEB (z ýšení její pe meabili y), ná ůs hladiny
ROS a indukce a zesílení záně o é eakce .
Au o ské kolek i y Ma ia A agon a Eka e iny Mos o enko například popsaly z ýšenou
pe meabili u HEB u expe imen álních z ířa expono aných MWCNT . V obou ěch o s udiích
byly myši ys a eny expozici MWCNT (o o a yngeální aspi ace, 10 nebo 40 µg/z íře) . V p -
ní zmíněné s udii byla po č yřech hodinách od aplikace MWCNT pozo o ána záně li á eakce,
k e á se podílela na z yšo ání pe meabili y HEB a indukci eak i ní as ocy ózy . V sé u byly
zjiš ěny z ýšené hodno y ombospodinu 1 . Vyšší dá ky MWCNT edly ke o bě „as ogliál-
ních jize “ CNS a ak i aci mik oglií . Au oři d uhé s udie zkoumali na íc i pep idom mozko-
míšního moku a sé a . Vli em expozice MWCNT se ýznamně měnily koncen ace pep idů
zapojených do ib inolýzy ( ib inopep id A) a sou isejících s poškozením HEB (homeobox
p o ein A4) a se záně em CNS ( ansmemb áno ý p o ein 131L) . Ve šech případech se
jednalo o ukaza ele ak i ace as ocy ů a mik oglií a ukaza ele neu odegene a i ních p ocesů
a ne o no áhy mezi exci ací a inhibicí (došlo ke zniku „hype exci o aného eno ypu“) .
U edené změny jsou cha ak e is ické p o aná s adia neu odegene a i ních onemocnění . 27,28
Au o ské kolek i y A agona i Mos o enko například popsali z ýšenou pe meabili u HEB
u expe imen álních z ířa expono aných MWCNT . V obou jejich s udiích byly myši ys a-
eny expozici MWCNT (o o a yngeální aspi ace, 10 nebo 40 µg/z íře) . Ve s udii A agono a
ýmu byla po č yřech hodinách od aplikace MWCNT pozo o ána záně li á eakce, k e á se
podílela na z yšo ání pe meabili y HEB a indukci eak i ní as ocy ózy . V sé u byly zjiš ěny
z ýšené hodno y ombospodinu 1 . Vyšší dá ky MWCNT edly ke o bě „as ogliálních
jize “ CNS a ek u o ání mik oglií . T ů ci d uhé s udie zkoumali na íc i pep idom mozko-
míšního moku a sé a . Vli em expozice MWCNT se ýznamně měnily koncen ace pep idů
zapojených do ib inolýzy ( ib inopep id A) a sou isejících s poškozením HEB (homeobox
103
p o ein A4) a se záně em CNS ( ansmemb áno ý p o ein 131L) . Ve šech případech se jed-
nalo o ukaza ele ak i ace as ocy ů a mik oglií a ukaza ele degene a i ních p ocesů a ne o -
no áhy mezi exci ací a inhibicí (došlo ke zniku „hype exci o aného eno ypu“) . U edené
změny jsou cha ak e is ické p o aná s adia neu odegene a i ních onemocnění . 27,28
K omě myší se p o áděly aké s udie na po kanech . Au oři Gao e al . apliko ali po kanům
po dobu 14 dnů in ape i oneálně MWCNT dá ce 2,5 mg/kg/den a MWCNT s chlo ochi-
nem dá ce 20 mg/kg/den . Vli em obou expozic došlo u po kanů ke kogni i nímu de ici u
a his opa ologickým změnám CNS . Z ýšení au o agické ak i i y mik oglií po expozici
MWCNT edlo ke snížení synapsí, a edy i unkčním změnám CNS . Ten o je nebyl pozo-
o án po expozici MWCNT s chlo ochinem, k e ý au o agie bloko al .29
Jelikož se CNM mohou kumulo a aké e odním p os ředí, p o ádí se s udie aké s od-
ními o ganismy . Au oři Deepa e al . z olili jako modelo ý objek kap a obecného . Ryby byly
expono ány koncen acím SWCNT 10 a 50 μg/l po dobu 7 dní . Expozice měla za následek
indukci an ioxidačních enzymů (glu a hion-S- ans e ázy, supe oxiddismu ázy a ka alázy)
a na ušení mozko ých unkcí .24
V p ůběhu p ena álního ý oje jsou ělní buňky ex émně ci li é na ex e ní a in e ní ak-
o y ( če ně CNM), k e é ou o ces ou mohou na ušo a ý oj kání i celého o ganismu .
Něk e é s udie po zují, že CNM mohou p ena álním období oh ožo a i ne o ou káň .
K es o ání p ena álního izika expozice CNM bý ají čas o použí ány zá odky yby dánia
p uho aného . Například Manjuna ha e al . expono ali zá odky a mladé jedince dánia p uho-
aného g a enu (5–25 μg/l) a GO (0,1– 0,4 mg/ml) . Vli em expozice došlo ke kumulaci obou
CNM mozko é káni . Byly popsány změny délky axonů, změny myelinizaci a celko é
na ušení axonální in eg i y .30 V expe imen u au o ů Caa e al . byly zá odky dania p uho ané-
ho ys a eny účinkům ka boxylo aného GO (10, 50, 100 mg/l) . Expozice měla za následek
neu ologické ý ojo é de ek y spojené se z ýšenou ak i i ou ace ylcholines e ázy a ATPázy .
Došlo k ýznamnému z ýšení hladiny oxidačního s esu a ke změnám exp ese genů, k e é
mají důleži ou oli neu o- ý oji (NEUROG1 a GAP43) a o li ňují p odukci neu o ansmi-
e ů . Ro něž byly na ušeny neu o ansmi e o é ces y yuží ající GABA, dopamin a glu amá
(došlo ke snížení exp ese GLUD1 a GABRA1 a ke z ýšení exp ese GAT1 a ABAT) . Zajíma-
ou sku ečnos í je, že došlo ke změnám exp esí genů, k e é jsou spojo ány s Pa kinsono ou
nemocí (snížení exp ese TH, DCTN1 a DJ1 a z ýšení exp ese PINK1) . U edené změny edly
k ý aznému na ušení mobili y zá odků .31
Xiangang Hu, Zhong Wei a Li Mu es o ali neu o oxické účinky GO u dospělých jedinců
danií p uho aných a jejich po omků, k e é expono ali koncen acím 0,01–1 μg GO / l ody .
Čás ice GO ansloko aly z ody do CNS šech jedinců, což edlo k ýznamnému poklesu
hladiny p o einu Cldn5a, k e ý je klíčo ou součás í neu oepi elo ého ba ié o ého sys ému .
Za ímco u dospělých jedinců nebyly zjiš ěny známky neu o oxici y, u jejich po omků došlo ke
snížení poč u neu odopamine gních neu onů a edukci ace ylcholines e ázo é ak i i y . Byla
éž zaznamenána z ýšená hladina endoplazma icko- e ikulá ního s esu, z ýšená au o agie
a z ýšené hladiny ukaza elů sou isejících se s á nu ím (například ná ůs β-galak osidázo-
é ak i i y) .32 Na ozdíl od ýše u edených Hua, Weie a Mua, k eří známky neu o oxici y
u dospělých jedinců dania p uho aného nenalezli, au o ský kolek i Audi a e al . y o účinky
popsal . Po subch onické expozici (14 dnů) g a enu (0,1 a 0,5 ppm) a GO (0,1 a 1 ppm) došlo
CNS k ná ůs u p odukce ROS, k na ušení lokomoční ak i i y a k na ušení schopnos i yhý-
ba se p edá o ům . Expozice g a enu na íc snižo ala koncen ace se o oninu, ace ylcholinu,
dopaminu a ko izolu .33
104
P ena ální neu o oxici a CNM byla es o ána aké na sa cích . A su o Onoda, Ken Takeda
a Masakazu Umezawa apliko ali g a idním myším in anazálně (na nosní sliznici) CB dá -
kách 2,9, 15 a 73 μg/kg a sledo ali li é o expozice na ý oj ko exu mláďa . Z ýsledků
yplý á, že ko exu a oblas ech okolo cé CNS došlo k ná ůs u exp ese GFAP (glial
ib il la y acidic p o ein) a ak apo inu 4 . Změna exp esi ko espondo ala s analogickou
exp esí u s a ších z ířa . Souběžně byly pozo o ány změny exp esí mRNA spojených s angio-
genezí, buněčnou mig ací, p oli e ací, chemo axí a p odukcí ůs o ých ak o ů . Je zřejmé, že
ys a ení ma ky CB z yšuje iziko nás upu neu odegene a i ních onemocnění u po omků .34
V no ější s udii s ejných au o ů byla popsána o něž ý ojo á neu o oxici a CB a mecha-
nismus, k e ý je p a děpodobně zodpo ědný za poškození . Vys a ení ma eřského o ganismu
CB edlo ke z ýšení endoplazma icko- e ikulá ního s esu a kumulaci de ek ních a poško-
zených p o einů u po omků . Nej yšší mí a s esu byla zachycena pe i askulá ních mak o-
ázích a as ocy ech .35
Funkcionalizace CNM může ý azně měni las nos i ěch o ma e iálů, a o če ně jejich
oxici y ůči káním, če ně ne o ého sys ému . Toxici a může mí omezena, či naopak po en-
co ána . Au oři Al waij i e al . expono ali myši účinkům GO unkcionalizo aného polye hy-
lenglykolem (GO-PEG) . Lá ka byla apliko ána in a enózně do ocasní žíly dá ce 5 mg/kg .
Po jedné a d ou hodinách od aplikace byla zjiš ěna agmen ace DNA (jedno- i d ouře ěz-
co é zlomy), nicméně, po 4 hodinách byla DNA již epa o ána . His opa ologické yše ření
expono aných z ířa (po 1 a 2 hodinách od aplikace) odhalilo apop ózy a léze CNS . Po
4 hodinách byl aké pa ný záně a ch oma olýza . Z ýsledků je zřejmé, že GO-PEG mohou
y olá a poškození CNS podobně, jako o idíme u ne unkcionalizo aných GO .36
Zá ě em ješ ě zmíníme neu o oxici u ulle enů a (C60) a nanodiaman ů (ND) . Neu o-
oxici u C60 s udo ali například K eame e al . V expe imen u použili C60 o d ou ůzných
p ůmě ech (≤ 200 a ≤ 450 nm), k e ý injiko ali po kanům přímo do hipokampu . Expozice
oběma ulle enům edla k na ušení p os o o é pamě i, snížení BDNF (b ain-de i ed neu o-
ophic ac o ) a k ná ůs u oxidačního s esu . Vyšší mí a oxických účinků byla pozo o ána
u C60 o p ůmě u ≤ 450 nm .37 Au oři Khos a i e al . expono ali myši inhalačně ND (3 µg/m3,
3 hodiny denně, 5 dní ýdnu po dobu 30 dní) . Podané ND se kumulo aly plicích, s dci
a mozku . Ve šech u edených káních byla zjiš ěna z ýšená mí a oxidačního s esu, na ušení
mi ochond iálních memb án a snížená hladina glu a hionu .38
Zá ě em nu no zmíni i něk e é pozi i ní účinky CNM na CNS . Například au oři Soligo
e al . popsali expe imen , e k e ém MWCNT, in anazálně podané po kanům, p onikaly
do ůzných oblas í mozku (bulbus ol ac o ius, s ia um, oblas sep a, alamus, hypo alamus
a hipokampus) a z yšo aly p odukci neu álního ůs o ého ak o u, což posilo alo egene-
ační p ocesy CNS .39
8.3 ZÁVĚR
Cen ální ne o á sous a a je p o nás lidi nap os o k uciální . Její poškození spojené s po u-
chou mozko ých unkcí nám ý azně snižuje k ali u ži o a . Je p o o důleži é sledo a neu-
o oxici u CNM . Výsledky s udií, k e é p oběhly in i o i in i o, naznačují, že něk e é ypy
CNM mají po enciál poškozo a CNS . Jako u os a ních o gáno ých sys ému je poškození
CNS spojené hla ně s indukcí ch onického poškozujícího záně u a oxidačním s esem . Ve
s udiích in i o bylo sku ečně zachyceno snížení mozko ých unkcí u z ířa ys a ených
105
CNM . Musíme o šem zmíni i ak , že ýsledky nejsou zcela jednoznačné a exis ují i s udie,
k e é p okazují opak . Něk e é CNM mohou dokonce působi p o izáně li ě, snižo a oxidační
s es a podpo o a egene aci CNS . Je edy po řeba p o és další s udie, k e é by naše znalos i
dále ozšířily .
8.4 LITERATURA
1 . Ka a H, Wang JTW, Rubio N e al . T ansloca ion o LRP1 Ta ge ed Ca bon Nano ubes o Di e en
Diame e s Ac oss he Blood–B ain Ba ie In Vi o and In Vi o . J Con ol Release. 2016;225:217 .
doi:10 .1016/J .JCONREL .2016 .01 .031 .
2 . Wang JTW, Rubio N, Ka a H e al . Kine ics o Func ionalised Ca bon Nano ube Dis ibu ion in
Mouse B ain A e Sys emic Injec ion: Spa ial o Ul a-S uc u al Analyses . J Con ol Release.
2016;224:22 . doi:10 .1016/J .JCONREL .2015 .12 .039 .
3 . Gonzalez-Ca e D, Goode AE, Ki yushko D e al . Quan i ica ion o Blood-B ain Ba ie T ans-
po and Neu onal Toxici y o Unlabelled Mul iwalled Ca bon Nano ubes as a Func ion o Su ace
Cha ge . Nanoscale. 2019;11(45):22054–22069 . doi:10 .1039/c9n 02866h .
4 . Newman L, Rod igues AF, Jasim DA e al . Nose- o-B ain T ansloca ion and Ce eb al Biodeg a-
da ion o Thin G aphene Oxide Nanoshee s . Cell Rep Phys Sci. 2020;1(9):100176 . doi:10 .1016/
j .xc p .2020 .100176 .
5 . C owe TP, G eenlee MHW, Kan hasamy AG, Hsu WH . Mechanism o In anasal D ug Deli e y
Di ec ly o he B ain . Li e Sci. 2018;195:44–52 . doi:10 .1016/j .l s .2017 .12 .025 .
6 . Sel a aj K, Gow hama ajan K, Ka i VVSR . Nose o B ain T anspo Pa hways An O e iew:
Po en ial o Nanos uc u ed Lipid Ca ie s in Nose o B ain Ta ge ing . A i Cells Nanomed Bio-
echnol. 2018;46(8):2088–2095 . doi:10 .1080/21691401 .2017 .1420073 .
7 . Redondo-Gómez C, Leand o-Mo a R, Blanch-Be múdez D e al . Recen Ad ances in Ca -
bon Nano ubes o Ne ous Tissue Regene a ion . Ad Polym Technol. 2020;2020:1–16 .
doi:10 .1155/2020/6861205 .
8 . Wang J, Sun P, Bao Y, Liu J, An L . Cy o oxici y o Single-Walled Ca bon Nano ubes on PC12 Cells .
Toxicol Vi . 2011;25(1):242–250 . doi:10 .1016/j . i .2010 .11 .010 .
9 . Wang J, Sun P, Bao Y e al . Vi amin E Rende s P o ec ion o PC12 Cells Agains Oxida i e Damage
and Apop osis Induced by Single-Walled Ca bon Nano ubes . Toxicol Vi . 2012;26(1):32–41 .
doi:10 .1016/J .TIV .2011 .10 .004 .
10 . Vijayalakshmi V, Sadanandan B, Venka a amanaiah Raghu A . Single Walled Ca bon Nano ubes in
High Concen a ions is Cy o oxic o he Human Neu onal Cell LN18 . Resul s Chem. 2022;4:100484 .
doi:10 .1016/J .RECHEM .2022 .100484 .
11 . Visalli G, Cu ò M, Iannazzo D e al . In Vi o Assessmen o Neu o oxici y and Neu oin lam-
ma ion o Homemade MWCNTs . En i on Toxicol Pha macol. 2017;56:121–128 . doi:10 .1016/
J .ETAP .2017 .09 .005 .
12 . Bussy C, Al-Jamal KT, Boczkowski J e al . Mic oglia De e mine B ain Region-Speci ic Neu o o-
xic Responses o Chemically Func ionalized Ca bon Nano ubes . ACS Nano. 2015;9(8):7815–7830 .
doi:10 .1021/ACSNANO .5B02358 .
13 . Li L, Zhang J, Yang Y e al . Single-Wall Ca bon Nanoho ns Inhibi ed Ac i a ion o Mic oglia
Induced by Lipopolysaccha ide Th ough Blocking o Si 3 . Nanoscale Res Le . 2013;8(1):1–13 .
doi:10 .1186/1556-276X-8-100 .
14 . Villegas JC, Ál a ez-Mon es L, Rod íguez-Fe nández L, González J, Valien e R, Fana aga ML .
Mul iwalled Ca bon Nano ubes Hinde Mic oglia Func ion In e e ing Wi h Cell Mig a ion and
Phagocy osis . Ad Heal hc Ma e . 2014;3(3):424–432 . doi:10 .1002/adhm .201300178 .
112
Jak bylo zmíněno, jedním z důsledků akumulace CNT a ND e agocy ech je u olnění
ka epsinu B, k e ý je zá o eň d uhým signálem p o kanonickou ces u ak i ace NLRP3 . Z oho
yplý á, že jejich (hla ně CNT) p ozáně li ý po enciál zá isí na jejich in acelulá ní koncen-
aci . Kesha an e al . e s é p áci po o ná ali li ří ypů MWCNT na THP-1 a p imá ní
mak o ágy a z HL-60 od ozené neu o ily . Za ímco u mak o ágů, k e é čile agocy o aly,
došlo případě dlouhých MWCNT k py op óze, neu o ily, k e é MWCNT nepohlco aly, si
zacho aly s oji ži o nos .52 Podobně omu bylo u buněčné epi eliální linie A549 při s o nání
s THP-1 a myšími NR8383 mak o ágy, kdy přednos ní agocy óza ubic mak o ágy u nich
edla k u olnění chemokinů IL-8 a CXCL1 .53
K omě ak i ace in lamazomu může poškození lysozomů CNM és aké k na ušení p o-
cesu au o agie .54 Au o agie je komplexní mechanismus, k e ý ob ykle zajišťuje buněčné pře-
ži í ods aňo áním nesp á ně složených nebo ag ego aných p o einů a poškozených o ganel
nebo eliminací in acelulá ních pa ogenů . V případě nu iční dep i ace může au o agie buňce
zajis i ene gii a ži iny me abolizací čás i cy oplazmy . Na íc působí modulačně a je jedním
z inhibi o ů in lamazomu .55 Důleži ou e apou au o agického p ocesu je obklopení e řelce
d oji ou memb ánou a y oření au o agozomu . Následuje splynu í au o agozomu s lysozo-
mem, k e é ede k usm cení a ozkladu pa ogenu . Posledním k okem je p ezen ace an igen-
ních pep idů získaných z e řelce imuni ním buňkám kon ex u s HLA molekulami . Případné
na ušení něk e ého z ěch o k oků např . des abilizací lysozomu CNT může és k selhání z .
au o agickéhu oku a k sm i buňky .56,57
V kon as u s CNT, nemodi iko aný „čis ý“ g a en e o mě GP, k e é zřejmě zůs á ají
uza řené in acelulá ních áčcích, sám o sobě p ozáně li ě ani cy o oxicky nepůsobí .43,58,59
To dokládá i in i o s udie zkoumající inhalační expozici a následnou dis ibuci GP po ka-
ním modelu . Au oři zde po dili, že inhalo aný g a en byl pohlcen al eolá ními mak o ágy
bez dalšího e ek u na plicní káň .5
Na d uhou s anu, u modi iko aného g a enu, nejčas ěji GO, bý á hodnocení p ozáně li-
ého účinku e s ých ýsledcích ý azně méně konzis en ní . S a ší s udie u áděly možnou
ak i aci TLR4 a TLR9 s následnou kumulací au o agozomů spojenou s poškozením cy oske-
le u, o bou p ozáně li ých cy okinů a buněčnou sm í .60,61 Bohužel zde nebyl disku o án
možný li kon aminace . Jiná s udie hodno ící GO zba ený LPS cy o oxické účinky nepo-
dila . U předs imulo aných mak o ágů (p iming) šak došlo k ak i aci NLRP3 . Au oři
disku o ali možný mechanický s es .62
Jako další z mechanismů p ozáně li ého působení GO byl na žen možný li na lipido-
ou d oj s u, kdy dochází k jejímu na ušení důsledku „ y há ání“ lipido ých a ů pří-
mým kon ak em s po chem GO . Ten o e ek je obz láš ě důleži ý při kon ak u s neu o ily,
kdy se li em na ušení jejich memb ány y áří z . ex acelulá ní neu o ilo é pas i (NET)
a neu o ily hynou NETo ickou sm í .63,64 Bohužel, přes ože je GO jedním z nej íce s udo a-
ných CNM, jednoznačné ýsledky s ále chybí . Podobně jako u os a ních CNM je zkoumaný
záně li ý účinek zá islý na souč u mnoha ak o ů a čas o pomíjené hodnocení biologické
kon aminace může ýsledná da a značně o li ni .
9.3 IMUNOMODULACE
Jako ysoce in eg o aný a dynamický nás oj musí imuni ní sys ém eago a na mnoho
s imulů zá o eň . Během oho zajišťuje sp á né ozezná ání, zp aco ání a eliminaci jak

113
las ních poškozených či nádo o ých buněk, ak nějších pa ogenů . Současně musí s é půso-
bení egulo a a zaháji epa aci poškozených kání . Nanočás ice, k e é pos ádají a ibu y
in ekčního agens, a udíž přímo ne y olá ají aku ní cy o oxické ani p ozáně li é eakce,
mohou y o unkce o li ni . Pla í o zejména p o CNM, k e é se á ají o ganismu dlouhou
dobu a neme abolizují se . Dob ým příkladem jsou ýše zmíněné nemodi iko ané GP, u k e-
ých nebyl pomocí monocy o-mak o ágo ých modelů p okázán žádný, nebo jen minimální
p ozáně li ý li . Naopak se zdá, že endocy óza GP ede u lidských izolo aných monocy ů
k jejich lepšímu přeží ání a di e enciaci . Pozo o án byl éž li na zesílení cy okino é odpo-
ědi na s imulaci yb anými mik oo ganismy .65
K podobným ýsledkům došli Leb e e al . u myších mak o ágů de i o aných z kos ní
dřeně . Zjis ili, že pří omnos g a enu zesiluje o bu IL-6 a TNF-α po s imulaci TLR ago-
nis y a že g a en pa ně podpo uje je , k e ému se říká „ énink ozené imuni y“ nebo aké
„při ozená imuni ní paměť“ .66 Analogicky s adap i ní imuni ou zajišťuje en o je ý az-
nější sekundá ní odpo ěď ozené imuni y na opako aný s imul pa ogenem . Předpokláda-
ným mechanismem jsou me abolické a epigene ické změny y olané opako anými kon ak y
s cizo odými čás icemi a pa ogenními s imuly .67
Jak bylo řečeno, základním mechanismem eakce na poškozující nebo nebezpečný podně
je záně . Klíčo á je jeho egulace a y áženos , zn . maximální ú o eň ob anného záně u
s minimalizací jeho poškozující složky . Regulaci záně u zajišťují humo ální i buněčné mecha-
nismy imuni y . Jedním z nich je pola izace monocy o-mak o ágo ého sys ému do jedno li-
ých subpopulací . Základní subpopulace se označují M1 a M2, přičemž M1 subpopulace je
p ozáně li á a zesiluje imuni ní odpo ěď, kdež o M2 subpopulace je egulační, účas ní se
lumení imuni ní odpo ědi a napomáhá egene aci a hojení kání poškozených záně em . Pola-
izace monocy o-mak o ágo ého sys ému do M1 a M2 je elice e ek i ní a důleži á součás
imuni ní odpo ědi a je spojena s me abolickými a gene ickými změnami buněk .
Bylo p okázáno, že CNM mohou do oho o p ocesu s upo a . Kupříkladu jedné s u-
dii byl sledo án li agmen o aných GP na mi ochond iální kapaci u lidských a myších
mak o ágů zá islos i na pola izačním s a u buněk . Au oři s udie yhodno ili pře ládající
pola izaci smě em k M2, edy p o izáně li ý e ek GP .68 Schopnos o li ni pola izaci mak-
o ágů do M1 nebo M2 byla s udo ána u celé řady dalších CNM . Kina e e al . zjis ili, že
za ímco g a i o á nano lákna p e e enčně pola izo ala THP-1 mak o ágy do M1, dlouhé
CNT y olaly pola izaci M1 i M2 a k á ké MWCNT pola izo aly mak o ágy do M2 . Všech-
ny ři ypy es o aných CNT y olaly p odukci IL-1β, ale případě MWCNT bez změny
dalších pola izačních znaků .69 Zhang e al . zkoumali e ek SWCNT a MWCNT na myší
al eolá ní mak o ágy . Nano ubice ě šinou p ním k oku měnily eno yp mak o ágů do
M1, ale při delší expozici došlo k přesmyku na eno yp M2 . Na íc kondicio ané médium od
M2 mak o ágů sek e ujících TGF-β ( ans o ming g ow h ac o ) y olá alo in i o di e-
enciaci ib oblas ů .70 Zdá se, že necy o oxické hladiny CNT obecně podněcují mak o ágy
k u či é au o egulaci . Ta o zjiš ění by mohla ys ě lo a nega i ní oli inhalo aných CNT
oz oji plicní ib ózy .
Přesný mechanismus, jakým CNM působí me abolické a epigene ické změny předchá-
zející o bě při ozené imuni ní pamě i a změnám pola izace u monocy o-mak o ágo ého
sys ému, není za ím jasný . S oji oli něm může h á au o agie, k e á je čas o s CNM spojo-
ána, a u ci kulujících monocy ů je esenciální p o jejich přeží ání a následnou di e enciaci .71
Za yziologických podmínek au o agie b zdí ses a ení in lamazomu a p odukci p ozáně li-
ých cy okinů . A šak da a něk e ých s udií, k e á dokládají z ýšenou p odukci p ozáně li ých
114
cy okinů, en o mechanismus spíše y ací .65,72 Vedle oho si uaci komplikují i změny cy os-
kele u, k e é p obíhají při endocy óze a následném pokusu o zp aco ání a eliminaci CNM
buňkou . Nelze ylouči , že sama endocy óza spolu s eo ganizací cy oskele u může posky -
nou dos a ečný signál p o přeži í a di e enciaci buňky .73,74 Připomeňme éž důleži ý ak , že
přímé o li nění cy oskele u, např . eakcí s ak ino ými lákny, bý á p o CNM pozo o áno
řadou au o ů .38,75,76 E ek na cy oskele by mohl bý i nepřímý přede ším při nadmě né aku-
mulaci CNM cy oplazmě, kdy jsou jedno li é o ganely a cy oskele ální lákna jednoduše
„u lačeny“ .
V ámci hodnocení imunomodulačního po enciálu CNM je nu né zmíni dend i ické buň-
ky . Ty předs a ují nepos ada elnou buněčnou populaci, jejíž základní unkcí je p ezen ace
an igenních pep idů spolu s kos imulačními a p ozáně li ými signály T lym ocy ům . Den-
d i ické buňky oří hla ní spojení mezi při ozenou a adap i ní imuni ou a ozhodují o om,
do jakého subse u se bude nai ní T lym ocy po kon ak u di e enco a : zda bude imuni ní
odpo ěď založená na p odukci p o ilá ek (Th2 subse ), nebo zda budou zapojeny buněčné
mechanismy jako cy o oxici a a zesílená agocy óza (Th1 subse ) . Na ušení jejich unkce
edy předs a uje ýznamné iziko p o ungo ání celého imuni ního sys ému .77 Vli ůzných
a ian GO na buněčnou linii dend i ických buněk DC2 .4 zkoumali Yang e al . Zjis ili, že jed-
no s ý GO y olá al ag egaci buněk bez ý azného cy o oxického účinku . Více s ý GO
byl nap o i omu cy o oxický a y olá al p odukci eak i ních o em kyslíku (ROS) . V obou
případech došlo k p odukci TNF-α bez p odukce IL-6 . V následujícím expe imen u šak
jedno s e ný GO s imulo al z ýšení p odukce TNF-α i IL-6 ůči LPS, na ozdíl od íce s -
ého GO, kde p a děpodobně li em cy o oxici y došlo k inhibici .78 Zhou e al . p o změnu
zkoumali li la e ální elikos i GO na jeho schopnos in e ago a s buněčnou memb ánou .
Zjis ili, že se malé čás ice GO snadněji in e nalizo aly, za ímco ě ší adhe o aly k memb áně
a způsobily změny exp ese adhezních molekul, zejména ICAM-1, k e á je nezby ná p o in e -
akci dend i ických buněk s T lym ocy y . Následnou kokul i ací s T lym ocy y po dili o bu
buněčných shluků indikující zesílení T lym ocy á ní ak i i y .79 V obdobné s udii elké čás ice
GO z yšo aly u dend i ických buněk di e enco aných z monocy ů exp esi kos imulačních
molekul CD80 a CD83 a napomohly ak k jejich ma u aci .80 Na ázání PEGu a ýbě men-
ších GO en o e ek inhibo al, což zno u po zuje esenciální ole modi ikace a elikos i .81
Pozi i ní ýsledky nepřímé p ozáně li é modulace pomocí CNM byly pozo o ány o něž
in i o s yuži ím z ířecích modelů nemocí . Řada z nich se zaměřila na hodnocení ale gické
eakce (konk é ně hype senzi i i u ypu 1) . Pa k e al . e s é p áci expono ali myši ůzným
dá kám MWCNT . Následná analýza zo ků k e a b onchoal eolá ní la áže odhalila spolu
se z ýšeným poč em neu o ilů i yšší hladinu p ozáně li ých cy okinů . K nej ý aznějšímu
ná ůs u došlo u IL-4, IL-10 a IL-5, což s ědčí o ak i i ě p oale gického Th2 subse u pomoc-
ných induk o o ých T lym ocy ů .82
Obdobných ýsledků dosáhli Inoue e al ., kdy po souběžné in a acheální expozi-
ci o albuminu a MWCNT došlo op o i samos a ným expozicím (placebo, o albumin,
nebo MWCNT) k silnější ak i aci ale gického záně u s o bou p o ilá ek IgE .83 Podobný
pokus p ezen o ali Nygaa d e al . Myši ys a o al působení o albuminu a d ou ypů CNT
(MWCNT a SWCNT) . V obou případech sloužily CNT jako adju ans z yšující p odukci
o albumin speci ického IgE .84
Opačné ýsledky přinesly expe imen y s GO, k e ý p odukci IgE inhibo al, nicméně na
myším modelu as ma u byla pozo o ána z ýšena hype eak i i a a emodelace (hype plazie
goble o ých buněk spolu s hype o ií hladkého s als a) .85 Výsledky ěch o s udií naznačují,
115
že CNT obecně mohou s imulo a ale gický záně podobě Th2 imuni ní odpo ědi . Slouží
šak spíše jako adju ans než přímý ale gen . To je obz láš ě důleži é za si uace, kdy ale geny
adhe ují k jejich po chu . Výsledná ale gická eakce ím edy může bý značně o li něna .
Jak bylo zmíněno, CNM mohou aké přispí a k ne a né emodelaci kání dýchacích ces
a zho šo a ak p ůběh ch onických plicních onemocnění . K omu o zení přispí á s udie
p o edená Beyele em e al ., jejichž DWCNT dá ce 0,08 µg/cm2 podané in a acheálně
zesílily akumulaci a ak i aci mak o ágů a dend i ických buněk plicním pa enchymu myšího
modelu ch onické obs ukční cho oby plic .86 Soliman e al . pak na íc p okázali, že ch onická
expozice MWCNT je spojená se z ýšenou ak i ací a akumulací al eolá ních mak o ágů, což
ede k záně u a o bě g anulomů .87
CNM o šem nemusí bý pouze p ozáně li é . Modelo ým příkladem může bý p á-
ce Dellinge a e al ., jež zkoumala li ulle enů na e ma oidní a i idu myším mode-
lu . Pe i oneální adminis ace ulle enů edla k jejich h omadění a ek o aných kloubech,
kde y olá aly ú lum záně u spojený se snížením e oze, edukcí záně li é ch upa či é káně
a poklesem hladiny TNF-α .88 Zajíma ých ýsledků dosáhli Babu Mija a Raji Saxena při
ýzkumu li u modi iko aných SWCNT na myší model aku ní i ch onické eakce š ěpu
p o i hos i eli .89 Ta o nežádoucí eak i i a zniká po HLA neshodné ansplan aci kmeno ých
buněk k e o by u pacien ů s k e ními maligni ami, případně jinými diagnózami . No ý,
ansplan o aný imuni ní sys ém napadá a ničí buňky ůzných kání příjemce . Nejčas ěji jsou
pos iženy GIT, kůže, dýchací sys ém a led iny . Je nu né podá a imunosup esi ní léky, mnoh-
dy doži o ně . Ve zmíněné s udii edlo in a enózní podání SWCNT ke snížení p oli e ace
T i B lym ocy ů a omezení o by cy o oxických T lym ocy ů a p o ilá ek speci ických p o i
hos i elským an igenům .89
Tlumi ý e ek konk é ně g a eno ých k an o ých eček (GQD) obje ili i Tosic e al .
Zjis ili, že GQD u lumily záně ne o é káni po kanů pících au oimuni ní ence ali i-
dou . Výsledkem in ape i oneální expozice bylo zmí nění příznaků, snížení demyelinizace
a in il ace cen álního ne o ého sys ému imuni ními buňkami, snížení poškození axonů,
a e ýsledku o li nění i ali y ne o ých buněk .90 Uhlíko é ečky (CD) ykazují obec-
ně imunosup esi ní e ek p a děpodobně k ůli jejich an ioxidačním las nos em . Například
CD syn e izo ané z kyseliny ci ono é a glu a hionu úspěšně inhibo aly záně li ou odpo-
ěď y olanou LPS na modelu myších mak o ágů J774A .1 u lumením signalizace NF-κB
a o by IL-12 a ychy á áním kyslíko ých adikálů .91 V jiném expe imen u CD y obe-
né z melasy lumily p odukci oxidu dusna ého s imulo anou LPS na modelu mak o ágů
RAW 264 .7 .92
Velmi kompliko anou a ob ížně uchopi elnou o ázkou je in e akce nanočás ic s mik obio-
ou s ře a, kůže a sliznic . Jedná se o elmi komplexní ekosys ém zah nující desí ky až s o -
ky ůzných mik obiálních a myko ických species . Jejich přínos p o člo ěka je bez diskuze,
a k omě nu ičních bene i ů je mik obio a esenciální p o nas a ení op imální s ře ní ba ié y
p o i pa ogenním mik oo ganismům . Úloha mik obio y je šak daleko komplexnější . Zásadní
je modulační e ek na imuni ní sys ém, zejména nas a ení ole ance ůči ůzným mik o-
biálním i po a ním an igenům . Regulační buňky di e enco ané mukózním imuni ním sys-
ému byly nalezeny i e zdálených nikách o ganismu, například cen álním ne s u . To
dalo zniknou předs a ě, že s ře ní mik obio a může o li ni znik a p ůběh au oimuni ních
onemocnění, jako je např . oz oušená skle óza .93,94 CNM mohou s ře ní mik obio u o li ni
přede ším s ým možným selek i ním an imik obiálním účinkem na něk e é kmeny bak e ií
a ím mohou na uši osídlo ací zo y na sliznicích . Jako příklad můžeme u és čis ý g a en,
116
k e ý koncen acích okolo 100 µg/ml podpo uje bu y á p odukující mik oo ganismy, jako
jsou Clos idium ime a ium, Clos idium hylemona a Su e ella wadswo hensis.95
Dosud p ezen o ané ýsledky jasně ukazují, že CNM mohou mí zásadní imunomodu-
lační po enciál . Něk e é jsou schopny bloko a imuni ní eakci a ím působi p o izáně li ě,
jiné a za jiných podmínek mohou naopak imuni ní odpo ěď podpo o a a záně u napomáha .
Speciální pozo nos se musí ěno a přede ším ako ým CNM, k e é na p ní pohled samy
o sobě žádnou, ať už cy o oxickou, nebo p ozáně li ou odpo ěď ne y olá ají, a šak mohou
slouži jako adju ans či další signál .
9.4 ELIMINACE
P o yuži í CNM medicíně je zásadní biodeg adabili a – schopnos o ganismu ods ani
z ěla nežádoucí ma e iály . CNM jsou ze s é pods a y elmi odolné a špa ně deg ado a elné .
Nicméně je možné je za u či ých podmínek elimino a . Důleži ou úlohu om má p á ě
imuni ní sys ém . Jedním z ak o ů u čujících biodeg adabili u CNM je pomě uhlíku a kyslíku
(C/O) e s uk uře čás ice a její hyd o ilní cha ak e . Ko chey e al . e s é s udii o ěřili, že GO
lze na uši křeno ou pe oxidázou .96 Podobně myelope oxidáza (MPO), k e á se nachází g a-
nulech neu o ilů, byla schopna deg ado a GO pří omnos i s op pe oxidu odíku, přičemž
e ek i i a byla úmě ná množs í ka boxylo ých skupin a míře s abili y e odném p os ředí .7
V jiné s udii neu o ily p oduko aly myelope oxidázu pří omnos i SWCNT na zdo y
jejich pok y í PEG .97 V in i o s udii p o edené na MPO knockou o aných myších byl op o i
di okým kmenům sledo án pokles deg adace, což je souladu s předešlými in i o s udie-
mi .98 In i o byl aké p o eden pokus deg ado a GO pomocí eozino ilní pe oxidázy (EPO)
pří omnos i pe oxidu odíku a b omidu sodného . Přes ože byla deg adace nekomple ní,
obje ila se již po 90 hodinách od expozice .6 Pozo o ání po zuje i s a ší s udie A dóna e
al ., k eří použili EPO z lidských a myších eosino ilů p o deg adaci oxido aných SWCNT .99
Na deg adaci CNM by se mohla podíle aké NADPH oxidáza a s ní sou isící enzyma-
ické sys émy účas nící se z . oxida i ního zplanu í při ak i aci agocy ů . Jejich ole byla
po zena opě Kaganem e al ., již zkoumali deg adaci oxido aných SWCNT pe oxini i-
em z ak i o aných THP-1 mak o ágů . Schopnos š ěpi SWCNT byla aké ý azně snížena
u NADPH de ici ních myší .100
Podobné ýsledky yšly e s udii Houa e al ., níž po o ná ali deg adaci čis ých, oxido-
aných a OH-subs i uo aných SWCNT na modelu RAW264 .7 buněk . Respi ační zplanu í
u modelo ých buněk bylo dle předpokladu účinné při deg adaci oxido ané a OH a ian y,
nap o i omu čis é SWCNT, k e é eak i ní mís a pos ádají, deg adaci odolaly .101
9.5 ZÁVĚR
Zá ě em lze říc , že jakož o odina exogenních čás ic nabízí CNM ši okou škálu možných
in e akcí s imuni ním sys émem . V zá islos i na jejich o mě, elikos i, a u, unkcionalizaci
a čis o ě mohou buď přímo y ola záně , nebo působi nepřímo modulací základních unkcí
imuni ních buněk, kdy y o změny nemusí nu ně ko elo a se z ýšenou cy o oxici ou .
P ezen o ané ýsledky naznačují, že a a elikos jsou ozhodující las nos i o li ňu-
jící přímé p ozáně li é účinky CNM a následné cho ání imuni ních buněk . Imuni ní sys ém
117
unguje jako ysoce o ganizo aná síť a důsledku oho může na ušení jedné čás i o li ni
celý sys ém . Musíme zí ú ahu, že kumulace CNM lidském ěle, zejména plicích,
může mí nega i ní li na imuni ní ob anu p o i běžným pa ogenům . Na d uhou s anu, při
pečli ém ná hu a cha ak e izaci CNM jsou jejich imunomodulační las nos i a ak i ní p o
biomedicínské aplikace . Ty o aplikace jsou založeny buď na přímém účinku CNM, nebo na
účinku, k e ý mají CNM e spojení s jinými ma e iály nebo eagenciemi .
Bohužel je e iden ní, že našich znalos ech jsou s ále meze y . Celko ě za o je hodno-
cení imuno oxického po enciálu CNM zásadním úkolem, i když ne snadným, a pozo nos
by měla bý ěno ána nejen sp á né cha ak e izaci a yloučení kon aminace, ale aké slo-
žení média . Nezby ným k okem je aké doplnění modelů lidských p imá ních buněk, neboť
bychom mohli snadno přehlédnou čas o opomíjené, ale elmi důleži é zájemné o li ňo ání
p obíhající během buněčné komunikace .
9.6 LITERATURA
1 . Mukhe jee SP, Bo ini M, Fadeel B . G aphene and he Immune Sys em: A Romance o Many
Dimensions . F on Immunol. 2017;8:673 . doi:10 .3389/ immu .2017 .00673 .
2 . Yuan X, Zhang X, Sun L, Wei Y, Wei X . Cellula Toxici y and Immunological E ec s o Ca bon-
-Based Nanoma e ials . Pa Fib e Toxicol. 2019;16(1):18 . doi:10 .1186/s12989-019-0299-z .
3 . Fadeel B, Bussy C, Me ino S e al . Sa e y Assessmen o G aphene-Based Ma e ials: Focus on
Human Heal h and he En i onmen . ACS Nano. 2018;12(11):10582–10620 . doi:10 .1021/acsnano
.8b04758 .
4 . Pa k EJ, Lee SJ, Lee K e al . Pulmona y Pe sis ence o G aphene Nanopla ele s May Dis u b Phys-
iological and Immunological Homeos asis . J Appl Toxicol. 2017;37(3):296–309 . doi:10 .1002/
ja .3365 .
5 . Kim JK, Shin JH, Lee JS e al . 28-Day Inhala ion Toxici y o G aphene Nanopla ele s in Sp ague-
-Dawley Ra s . Nano oxicology. 2016;10(7):891–901 . doi:10 .3109/17435390 .2016 .1172678 .
6 . Ku apa i R, Ma ìn C, Pale mo V, Nishina Y, Bianco A . Biodeg ada ion o G aphene Ma e ials
Ca alyzed by Human Eosinophil Pe oxidase . Fa aday Discuss. 2021;227:189–203 . doi:10 .1039/
C9FD00094A .
7 . Ku apa i R, Russie J, Squillaci MA e al . Dispe sibili y-Dependen Biodeg ada ion o G aphene
Oxide by Myelope oxidase . Small. 2015;11(32):3985–3994 . doi:10 .1002/smll .201500340 .
8 . Hussain S, Vanoi beek JA, Hoe PH . In e ac ions o Nanoma e ials wi h he Immune Sys em . Wiley
In e discip Re Nanomed Nanobio echnol. 2012;4(2):169–183 . doi:10 .1002/wnan .175 .
9 . Fi zge ald KA, Kagan JC . Toll-like Recep o s and he Con ol o Immuni y . Cell. 2020;180(6):
1044–1066 . doi:10 .1016/j .cell .2020 .02 .041 .
10 . Be ani B, Ruiz N . Func ion and Biogenesis o Lipopolysaccha ides . EcoSal Plus. 2018;8(1):10 .1128/
ecosalplus .ESP-0001-2018 . doi:10 .1128/ecosalplus .ESP-0001-2018 .
11 . Go be MB, Se on MV . Endo oxin: The Unin i ed Gues . Bioma e ials. 2005;26(34):6811–6817 .
doi:10 .1016/j .bioma e ials .2005 .04 .063 .
12 . Vallho H, Qin J, Johansson SM e al . The Impo ance o an Endo oxin-F ee En i onmen Du ing
he P oduc ion o Nanopa icles Used in Medical Applica ions . Nano Le . 2006;6(8):1682–1686 .
doi:10 .1021/nl060860z .
13 . Lahiani MH, Gokulan K, Williams K, Khodako skaya MV, Kha e S . G aphene and Ca bon Nano-
ubes Ac i a e Di e en Cell Su ace Recep o s on Mac ophages Be o e and A e Deac i a ion o
Endo oxins . J Appl Toxicol. 2017;37(11):1305–1316 . doi:10 .1002/ja .3483 .

118
14 . Liu Z, Li W, Wang F e al . Enhancemen o Lipopolysaccha ide-Induced Ni ic Oxide and
In e leukin-6 P oduc ion by PEGyla ed Gold Nanopa icles in RAW264 .7 Cells . Nanoscale.
2012;4(22):7135–7142 . doi:10 .1039/c2n 32629a .
15 . Bianchi MG, Alleg i M, Cos a AL e al . Ti anium Dioxide Nanopa icles Enhance Mac ophage Ac i-
a ion by LPS Th ough a TLR4-Dependen In acellula Pa hway . Toxicol Res. 2015;4(2):385–398 .
doi:10 .1039/c4 x00193a
16 . Li Y, Shi Z, Radaue -P eiml I e al . Bac e ial Endo oxin (Lipopolysaccha ide) Binds o he Su -
ace o Gold Nanopa icles, In e e es wi h Bioco ona Fo ma ion and Induces Human Monocy e
In lamma o y Ac i a ion . Nano oxicology. 2017;11(9–10):1157–1175 . doi:10 .1080/17435390 .2017
.1370112 .
17 . Duan G, Kang S-g, Tian X e al . P o ein Co ona Mi iga es he Cy o oxici y o G aphene Oxide
by Reducing I s Physical In e ac ion wi h Cell Memb ane . Nanoscale. 2015;7(37):15214–15224 .
doi:10 .1039/C5NR03338G .
18 . Yan H, Cacioppo M, Megahed S e al . In luence o he Chi ali y o Ca bon Nanodo s on Thei In e-
ac ion wi h P o eins and Cells . Na Commun. 2021;12(1):7208 . doi:10 .1038/s41467-021-27353-9 .
19 . Chong Y, Ge C, Yang Z e al . Reduced Cy o oxici y o G aphene Nanoshee s Media ed by Blood-
-P o ein Coa ing . ACS Nano. 2015;9(6):5713–5724 . doi:10 .1021/acsnano .5b01711 .
20 . Ge C, Du J, Zhao L e al . Binding o Blood P o eins o Ca bon Nano ubes Reduces Cy o oxici y .
P oc Na l Acad Sci U S A. 2011;108(41):16968–16973 . doi:10 .1073/pnas .1105270108 .
21 . Mukhe jee SP, Bonda enko O, Kohonen P e al . Mac ophage Sensing o Single-Walled Ca bon
Nano ubes Via Toll-Like Recep o s . Sci Rep. 2018;8(1):1115 . doi:10 .1038/s41598-018-19393-z .
22 . Tu abeko a M, Rasule B, Theodo e M e al . Immuno oxici y o Nanopa icles: A Compu a ional
S udy Sugges s ha CNTs and C60 Fulle enes Migh Be Recognized as Pa hogens by Toll-Like
Recep o s . Nanoscale. 2014;6(7):3488–3495 . doi:10 .1039/C3NR06465A .
23 . Pa k SJ . P o ein-Nanopa icle In e ac ion: Co ona Fo ma ion and Con o ma ional Changes in P o-
eins on Nanopa icles . In J Nanomedicine. 2020;15:5783–5802 . doi:10 .2147/IJN .S254808 .
24 . Huynh MT, Miko yak C, Pan ano P, D ape R . Sca enge Recep o A1 Media es he Up ake o
Ca boxyla ed and P is ine Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Coa ed wi h Bo ine Se um Albumin .
Nanoma e ials (Basel). 2021;11(2):539 . doi:10 .3390/nano11020539 .
25 . Wang R, Loh ay R, Chow E e al . Selec i e Up ake o Ca boxyla ed Mul i-Walled Ca bon Nano u-
bes by Class A Type 1 Sca enge Recep o s and Impai ed Phagocy osis in Al eola Mac ophages .
Nanoma e ials. 2020;10(12):2417 . doi:10 .3390/nano10122417 .
26 . Sal ado -Mo ales C, Flahau E, Sim E e al . Complemen Ac i a ion and P o ein Adso p ion by
Ca bon Nano ubes . Mol Immunol. 2006;43(3):193–201 . doi:10 .1016/j .molimm .2005 .01 .019 .
27 . Belime A, Thielens NM, G a el E e al . Recogni ion P o ein C1q o Inna e Immuni y Agglu ina es
Nanodiamonds Wi hou Ac i a ing Complemen . Nanomedicine. 2019;18:292–302 . doi:10 .1016/
j .nano .2019 .02 .002 .
28 . Wib oe PP, Pe e sen SV, Bo e N e al . Soluble and Immobilized G aphene Oxide Ac i a es Com-
plemen Sys em Di e en ly Dependen on Su ace Oxida ion S a e . Bioma e ials. 2016;78:20–26 .
doi:10 .1016/j .bioma e ials .2015 .11 .034 .
29 . Tan X, Feng L, Zhang J e al . Func ionaliza ion o G aphene Oxide Gene a es a Unique In e -
ace o Selec i e Se um P o ein In e ac ions . ACS Appl Ma e In e aces. 2013;5(4):1370–1377 .
doi:10 .1021/am3029933 .
30 . Belling JN, Jackman JA, Yo ulmaz A sa S e al . S eal h Immune P ope ies o G aphene Oxide En -
abled by Su ace-Bound Complemen Fac o H . ACS Nano. 2016;10(11):10161–10172 . doi:10 .1021/
acsnano .6b04760 .
31 . Ghosh S, Cha e jee K . Poly(E hylene Glycol) Func ionalized G aphene Oxide in Tissue Enginee-
ing: A Re iew on Recen Ad ances . In J Nanomedicine. 2020;15:5991–6006 . doi:10 .2147/IJN
.S249717 .
119
32 . Ra elli D, Me li D, Qua a one E, P o umo A, Mus a elli P, Fagnoni M . PEGyla ed Ca bon Nano-
ubes: P epa a ion, P ope ies and Applica ions . RSC Ad . 2013;3(33):13569–13582 . doi:10 .1039/
c3 a40444d .
33 . Luo N, Webe JK, Wang S e al . PEGyla ed G aphene Oxide Elici s S ong Immunological Respon-
ses Despi e Su ace Passi a ion . Na Commun. 2017;8(1):14537 . doi:10 .1038/ncomms14537 .
34 . Gus a son HH, Hol -Caspe D, G ainge DW, Ghandeha i H . Nanopa icle Up ake: The Phagocy e
P oblem . Nano Today. 2015;10(4):487–510 . doi:10 .1016/j .nan od .2015 .06 .006 .
35 . Cui X, Wan B, Yang Y, Ren X, Guo L-H . Leng h E ec s on he Dynamic P ocess o Cellula
Up ake and Exocy osis o Single-Walled Ca bon Nano ubes in Mu ine Mac ophage Cells . Sci Rep.
2017;7(1):1518 . doi:10 .1038/s41598-017-01746-9 .
36 . Ya on PN, Hol BD, Sho PA, Lösche M, Islam MF, Dahl KN . Single Wall Ca bon Nano ubes
En e Cells by Endocy osis and No Memb ane Pene a ion . J Nanobio echnology. 2011;9:45–45 .
doi:10 .1186/1477-3155-9-45 .
37 . Thoo L, Fahmi MZ, Zulkipli IN, Keasbe y N, Id is A . In e ac ion and Cellula Up ake o Su ace-
-Modi ied Ca bon Do Nanopa icles by J774 .1 Mac ophages . Cen Eu J Immunol. 2017;42(3):
324–330 . doi:10 .5114/ceji .2017 .70978 .
38 . Li Y, Yuan H, on dem Bussche A e al . G aphene Mic oshee s En e Cells Th ough Spon ane-
ous Memb ane Pene a ion a Edge Aspe i ies and Co ne Si es . P oc Na l Acad Sci U S A.
2013;110(30):12295–12300 . doi:10 .1073/pnas .1222276110 .
39 . Kno igo a PT, Mašek J, Huba ka F e al . Applica ion o Ad anced Mic oscopic Me hods o S udy
he In e ac ion o Ca boxyla ed Fluo escen Nanodiamonds Wi h Memb ane S uc u es in THP-1
Cells: Ac i a ion o In lammasome NLRP3 as he Resul o Lysosome Des abiliza ion . Mol Pha m.
2019;16(8):3441–3451 . doi:10 .1021/acs .molpha maceu .9b00441 .
40 . Li L, Chen L, Lu Y e al . Agg ega ed Ca bon Do s-Loaded Mac ophages T ea Sepsis by Elimi-
na ing Mul id ug-Resis an Bac e ia and A enua ing In lamma ion . Agg ega e . 2022;4(1):e200 .
doi:10 .1002/ag 2 .200 .
41 . B own DM, Kinloch IA, Bange U e al . An In Vi o S udy o he Po en ial o Ca bon Nano u-
bes and Nano ib es o Induce In lamma o y Media o s and F us a ed Phagocy osis . Ca bon N Y.
2007;45(9):1743–1756 . doi:10 .1016/j .ca bon .2007 .03 .023 .
42 . Boyles MS, Young L, B own DM e al . Mul i-Walled Ca bon Nano ube Induced F us a ed Pha-
gocy osis, Cy o oxici y and P o-In lamma o y Condi ions in Mac ophages A e Leng h Depen-
den and G ea e Than Tha o Asbes os . Toxicol In Vi o. 2015;29(7):1513–1528 . doi:10 .1016/
j . i .2015 .05 .018 .
43 . S adlako a T, Huba ka F, Tu anek Kno igo a P e al . P oin lamma o y E ec o Ca bon-Based
Nanoma e ials: In Vi o S udy on S imula ion o In lammasome NLRP3 Via Des abilisa ion o Lyso-
somes . Nanoma e ials. 2020;10(3):418 . doi:10 .3390/nano10030418 .
44 . Fusco L, A i abile E, A muzza V e al . Impac o he Su ace Func ionaliza ion on Nanodia-
mond Biocompa ibili y: A Comp ehensi e View on Human Blood Immune Cells . Ca bon N Y.
2020;160:390–404 . doi:10 .1016/j .ca bon .2020 .09 .064 .
45 . Meunie E, Cos e A, Olagnie D e al . Double-Walled Ca bon Nano ubes T igge IL-1be a Release
in Human Monocy es Th ough NLRP3 In lammasome Ac i a ion . Nanomedicine. 2012;8(6):
987–995 . doi:10 .2217/nnm .12 .75 .
46 . Sun B, Wang X, Ji Z e al . NADPH Oxidase-Dependen NLRP3 In lammasome Ac i a ion and
I s Impo an Role in Lung Fib osis by Mul iwalled Ca bon Nano ubes . Small. 2015;11(17):
2087–2097 . doi:10 .1002/smll .201402210 .
47 . Palomäki J, Välimäki E, Sund J e al . Long, Needle-Like Ca bon Nano ubes and Asbes os Ac i a-
e he NLRP3 In lammasome Th ough a Simila Mechanism . ACS Nano. 2011;5(9):6861–6870 .
doi:10 .1021/nn200595c .
48 . Guo H, Callaway JB, Ting JP . In lammasomes: Mechanism o Ac ion, Role in Disease, and The a-
peu ics . Na Med. 2015;21(7):677–687 . doi:10 .1038/nm .3893 .
120
49 . Sun B, Wang X, Ji Z, Li R, Xia T . NLRP3 In lammasome Ac i a ion Induced by Enginee ed Nano-
ma e ials . Small. 2013;9(9–10):1595-1607 . doi:10 .1002/smll .201202083 .
50 . He Y, Ha a H, Nunez G . Mechanism and Regula ion o NLRP3 In lammasome Ac i a ion . T ends
Biochem Sci. 2016;41(12):1012–1021 . doi:10 .1016/j . ibs .2016 .09 .002 .
51 . G i senko A, Yu S, Ma in-Sanchez F e al . P iming Is Dispensable o NLRP3 In lammasome
Ac i a ion in Human Monocy es In Vi o . F on Immunol. 2020;11:565924 . doi:10 .3389/ im-
mu .2020 .565924 .
52 . Kesha an S, Gup a G, Ma in S, Fadeel B . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes T igge Lysosome-
-Dependen Cell Dea h (Py op osis) in Mac ophages bu No in Neu ophils . Nano oxicology .
2021;15(9):1125–1150 . doi:10 .1080/17435390 .2021 .1964629 .
53 . Ho ie M, Tabei Y, Sugino S e al . Compa ison o he E ec s o Mul iwall Ca bon Nano ubes on he
Epi helial Cells and Mac ophages . Nano oxicology. 2019;13(7):861–878 . doi:10 .1080/17435390 .2
019 .1592258 .
54 . Wan B, Wang ZX, L QY e al . Single-Walled Ca bon Nano ubes and G aphene Oxides Induce
Au ophagosome Accumula ion and Lysosome Impai men in P ima ily Cul u ed Mu ine Pe i oneal
Mac ophages . Toxicol Le . 2013;221(2):118–127 . doi:10 .1016/j . oxle .2013 .06 .208 .
55 . Pe o a C, Ca aneo MG, Mol eni R, De Palma C . Au ophagy in he Regula ion o Tissue Di e en-
ia ion and Homeos asis . F on Cell De Biol. 2020;8:1563 . doi:10 .3389/ cell .2020 .602901 .
56 . Zhang X-j, Chen S, Huang K-x, Le W-d . Why Should Au ophagic Flux Be Assessed? . Ac a Pha -
macol Sin. 2013;34(5):595–599 . doi:10 .1038/aps .2012 .184 .
57 . Cohignac V, Land y MJ, Ridoux A e al . Ca bon Nano ubes, bu No Sphe ical Nanopa icles,
Block Au ophagy by a Shape-Rela ed Ta ge ing o Lysosomes in Mu ine Mac ophages . Au ophagy.
2018;14(8):1323–1334 . doi:10 .1080/15548627 .2018 .1474993 .
58 . Malanagahalli S, Mu e a D, Ma ín C e al . Few Laye G aphene Does No A ec Cellula Homeo-
s asis o Mouse Mac ophages . Nanoma e ials. 2020;10(2):228 . doi:10 .3390/nano10020228 .
59 . Mu e a D, Malaganahalli S, Ma ín C e al . Few Laye G aphene Does No A ec he Func ion
and he Au ophagic Ac i i y o P ima y Lymphocy es . Nanoscale. 2019;11(21):10493–10503 .
doi:10 .1039/C9NR00846B .
60 . Chen GY, Yang HJ, Lu CH e al . Simul aneous Induc ion o Au ophagy and Toll-Like Recep o
Signaling Pa hways by G aphene Oxide . Bioma e ials. 2012;33(27):6559–6569 . doi:10 .1016/j .bio-
ma e ials .2012 .05 .064 .
61 . Qu G, Liu S, Zhang S e al . G aphene Oxide Induces Toll-Like Recep o 4 (TLR4)-Dependen
Nec osis in Mac ophages . ACS Nano. 2013;7(7):5732–5745 . doi:10 .1021/nn402330b .
62 . Mukhe jee SP, Kos a elos K, Fadeel B . Cy okine P o iling o P ima y Human Mac ophages Expo-
sed o Endo oxin-F ee G aphene Oxide: Size-Independen NLRP3 In lammasome Ac i a ion . Ad
Heal hc Ma e . 2018;7(4):1700815 . doi:10 .1002/adhm .201700815 .
63 . Zhang X, Cao F, Wu L, Jiang X . Unde s anding he Syne gic Mechanism o Weak In e ac ions
Be ween G aphene Oxide and Lipid Memb ane Leading o he Ex ac ion o Lipids . Langmui .
2019;35(43):14098–14107 . doi:10 .1021/acs .langmui .9b02536 .
64 . Mukhe jee SP, Lazza e o B, Hul enby K e al . G aphene Oxide Elici s Memb ane Lipid Chan-
ges and Neu ophil Ex acellula T ap Fo ma ion . Chem. 2018;4(2):334–358 . doi:10 .1016/j .chem-
p .2017 .12 .017 .
65 . S adlako a T, Kolacko a M, Vanko a R e al . Ca bon-Based Nanoma e ials Inc ease Reac i i y
o P ima y Monocy es Towa ds Va ious Bac e ia and Modula e Thei Di e en ia ion In o Mac o-
phages . Nanoma e ials. 2021;11(10):2510 . doi:10 .3390/nano11102510 .
66 . Leb e F, Boland JB, Gou eia P e al . P is ine G aphene Induces Inna e Immune T aining . Nanoscale.
2020;12(20):11192–11200 . doi:10 .1039/C9NR09661B .
67 . Cheng SC, Quin in J, C ame RA e al . mTOR- and HIF-1α-Media ed Ae obic Glycolysis as Me a-
bolic Basis o T ained Immuni y . Science. 2014;345(6204):1250684 . doi:10 .1126/science .1250684 .
121
68 . Po o-Re ana A, Mojena M, Boscá A e al . G aphene Pa icles In e e e wi h P o-In lamma o y
Pola iza ion o Human Mac ophages: Func ional and Elec ophysiological E idence . Small.
2021;5(11):2100882 . doi:10 .1002/adbi .202100882 .
69 . Kina e PAS, Scala G, Fede ico A, Sund J, G eco D . Ca bon Nanoma e ials P omo e M1/M2 Mac o-
phage Ac i a ion . Small. 2020;16(21):1907609 . doi:10 .1002/smll .201907609 .
70 . Zhang X, Luo M, Zhang J e al . Ca bon Nano ubes P omo e Al eola Mac ophages Towa d M2
Pola iza ion Media ed Epi helial-Mesenchymal T ansi ion and Fib oblas - o-Myo ib oblas T ansdi-
e en ia ion . Nano oxicology. 2021;15(5):588–604 . doi:10 .1080/17435390 .2021 .1905098 .
71 . Zhang Y, Mo gan MJ, Chen K, Choksi S, Liu ZG . Induc ion o Au ophagy Is Essen ial o
Monocy e-Mac ophage Di e en ia ion . Blood. 2012;119(12):2895–2905 . doi:10 .1182/blo-
od-2011-08-372383 .
72 . Cla ke AJ, Simon AK . Au ophagy in he Renewal, Di e en ia ion and Homeos asis o Immune
Cells . Na Re Immunol. 2019;19(3):170–183 . doi: 10 .1038/s41577-018-0095-2 .
73 . Moujabe O, S ochaj U . The Cy oskele on as Regula o o Cell Signaling Pa hways . T ends Biochem
Sci. 2020;45(2):96–107 . doi:10 .1016/j . ibs .2019 .11 .003 .
74 . Hohmann T, Dehghani F . The Cy oskele on-A Complex In e ac ing Meshwo k . Cells. 2019;8(4):362 .
doi:10 .3390/cells8040362 .
75 . Tian X, Yang Z, Duan G e al . G aphene Oxide Nanoshee s Re a d Cellula Mig a ion Via Dis up-
ion o Ac in Cy oskele on . Small. 2017;13(3):1602133 . doi:10 .1002/smll .201602133 .
76 . Wang J, Wang P, He Y e al . G aphene Oxide Inhibi s Cell Mig a ion and In asion by Des oying
Ac in Cy oskele on in Ce ical Cance Cells . Aging. 2020;12(17):17625–17633 . doi:10 .18632/
aging .103821 .
77 . K ejsek J, And ýs C, K čmo á I . Imunologie člo ěka. Ga amon s . . o .; 2016 . ISBN-13: 978-80-
86472-74-4 .
78 . Yang Z, Pan Y, Chen T e al . Cy o oxici y and Immune Dys unc ion o Dend i ic Cells Caused by
G aphene Oxide . F on Pha macol. 2020;11:1206 . doi:10 .3389/ pha .2020 .01206 .
79 . Zhou Q, Gu H, Sun S e al . La ge-Sized G aphene Oxide Nanoshee s Inc ease DC–T-Cell Synap ic
Con ac and he E icacy o DC Vaccines Agains SARS-CoV-2 . Ad Ma e . 2021;33(40):2102528 .
doi:10 .1002/adma .202102528 .
80 . Lin H, Peng S, Guo S e al . 2D Ma e ials and P ima y Human Dend i ic Cells: A Compa a i e
Cy o oxici y S udy . Small. 2022;18(20):2107652 . doi:10 .1002/smll .202107652 .
81 . Uzh iyuk SV, Bochko a MS, Timgano a VP e al . In e ac ion o Human Dend i ic Cells wi h G a-
phene Oxide Nanopa icles In Vi o . Bull Exp Biol Med. 2022;172(5):664–670 . doi:10 .1007/s10517-
022-05451-0 .
82 . Pa k EJ, Cho WS, Jeong J e al . P o-In lamma o y and Po en ial Alle gic Responses Resul ing om
B Cell Ac i a ion in Mice T ea ed wi h Mul i-Walled Ca bon Nano ubes by In a acheal Ins illa i-
on . Toxicology. 2009;259(3):113-121 . doi:10 .1016/j . ox .2009 .02 .009 .
83 . Inoue K, Koike E, Yanagisawa R e al . E ec s o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes on a Mu ine Alle -
gic Ai way In lamma ion Model . Toxicol Appl Pha macol. 2009;237(3):306–316 . doi:10 .1016/j .
aap .2009 .04 .003 .
84 . Nygaa d UC, Hansen JS, Samuelsen M e al . Single-Walled and Mul i-Walled Ca bon Nano ubes
P omo e Alle gic Immune Responses in Mice . Toxicol Sci. 2009;109(1):113–123 . doi:10 .1093/ ox-
sci/k p057 .
85 . Shu in MR, Yanamala N, Kisin ER e al . G aphene Oxide A enua es Th2-Type Immune Responses
bu Augmen s Ai way Remodeling and Hype esponsi eness in a Mu ine Model o As hma . ACS
Nano. 2014;8(6):5585-5599 . doi:10 .1021/nn406454u .
86 . Beyele S, S eine S, Wo zkow C e al . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes Ac i a e and Shi Pola i-
za ion o Pulmona y Mac ophages and Dend i ic Cells in an In Vi o Model o Ch onic Obs uc i e
Lung Disease . Nano oxicology. 2020;14(1):77–96 . doi:10 .1080/17435390 .2019 .1663954 .
128
MWCNT (po 3 dnech od aplikace) . Byl nalezen dá ko ě zá islý ná ůs poškození DNA; yšší
apliko aná dá ka edla k d ojnásobnému ná ůs u poč u pneumocy ů ypu II s mik ojád em .48
I další in i o s udie (au o ská skupina Snegin e al .) po dila geno oxické účinky
MWCNT . Po subch onické pe o ální expozici 0,5 mg MWCNT (opako aná aplikace po dobu
21 dnů) byla analyzo ána káň ja e , semenných ubulů, lus ého s ře a, mozku, led in, plic,
buněk kos ní dřeně a leukocy y pe i e ní k e . Ve šech ypech kání au oři nalezli z ýšenou
mí u poškození jade né DNA (kome o ý es ) . V é o s udii byla hodnocena o něž aku -
ní geno oxici a po jedno ázo ém pe o álním podání 2,5 a 5,0 mg MWCNT . I nižší dá ka
(2,5 mg) y olala po 24 hodinách od aplikace poškození DNA e káních lus ého s ře a,
led in, plic a leukocy ech .49
Ani značné množs í da po zujících pří omnos geno oxického po enciálu MWCNT
šak neumožňuje y oři k é o p oblema ice konzis en nější zá ě y . Příčinou je exis ence
s udií, jejichž ýsledky jsou ozpo u s ýsledky s udií předcházejících . Například Had up
e al . expono ali in a acheálně myši MWCNT (54 μg/myš) a následně analyzo ali zo ky
BAL (po 24 hodinách) pomocí es u de ekce zlomů ře ězců DNA (kome o ý es ) . Ta o s udie
nega i ní li MWCNT na in eg i u DNA nepo dila .50 Podobné (nega i ní) nálezy p ezen-
o ali i au oři Po hmann e al . Expozice po kanů MWCNT G aphis eng h© C100 (inhalace
pouze nosem) po dobu 90 dní (6 h / den / 5 dnů ýdnu) neměla jejich expe imen u li na
poč y zlomů ře ězců DNA buňkách získaných z kání plic, ja e a led in . Ro něž ak nebyl
o li něn poče mik ojade polych oma ických e y ocy ech expono aných po kanů .51
Vedle MWCNT byla pozo nos ýzkumných ýmů pochopi elně ěno ána i dalším o -
mám CNM . Například El-Yamany e al . zkoumali geno oxický po enciál opako ané in a-
pe i oneální aplikace GO myším (aplikace jednou ýdně) . Po 7, 28 a 56 dnech byl p o eden
es ch omozomálních abe ací a es de ekce zlomů ře ězců DNA (kome o ý es ) buň-
kách kos ní dřeně a buňkách kání espi ačního ak u . Au oři p ezen o ali nálezy z ýšeného
poč u s uk u ních ch omozomálních abe ací kos ní dřeni a ná ůs ú o ně oxidačního s e-
su plicní káni (změny ykazo aly zá islos na dá ce) .52 V další s udii (Mohamed e al .)
byly myši expono ány pe o álně GO . Expozice edla k masi nímu ná ůs u poč u mik ojade
a poškození DNA buňkách kos ní dřeně . GO aké induko al his ologické léze s nek ó-
zou, apop ózou a záně em e káních ja e a mozku .53 Geno oxické účinky GO p ezen o ali
o něž Liu e al . V jejich s udii byla myším opako aně in a enózně apliko ána dá ka 1,0,
2,0 a 4,0 mg GO/kg po dobu pě i po sobě jdoucích dnů . Dá ka 4,0 mg/kg y olala o bu
mik ojade polych omních e y ocy ech . Au oři se domní ají, že geno oxický a mu agenní
po enciál GO je s o na elný s po enciálem cyklo os amidu .54
Ve ýše u edeném ex u, k e ý se ýká ýsledků s udií in i o, jsme ukázali, že ulle e-
ny mohou působi jak geno oxicky, ak i genop o ek i ně . Podobně nekonzis en ní ýsledky
jsou za ím bohužel i u s udií in i o . Například Necha Sumi a Kuma i Chi a expono ali
sladko odní yby Anabas es udineus ulle enu C60 (5,0 a 10,0 mg/l) a následně p o edli es
de ekce mik ojade a es de ekce zlomů ře ězců DNA (kome o ý es ) . Expozice ulle enu
induko ala o bu mik ojade a zlomů ře ězců DNA e y ocy ech, žáb ách a ja e ních buň-
kách .55 Op o i omu e s udii au o ů Ema e al . in a acheální podá ání ulle enu C60 (jedno-
ázo ě 0,5 a 2,5 mg/kg; opako aně 0,1 a 0,5 mg/kg jednou ýdně po dobu pě i ýdnů) ne edlo
u po kaních samců k ná ůs u mí y poškození DNA plicní káni .56 Je ale nu né poznamena ,
že celko á dá ka podaná é o s udii byla nižší než dá ka e s udii předchozí (Sumi a Chi -
a) . To suka e al . hodno ili geno oxické účinky in a acheální aplikace ulle enu (C60), sazí
(ca bon black) a kaolinu na o ganismus C57BL/6J myší a gp del a ansgenních myší . Myši

129
byly expono ány jednou nebo opako aně (0,2 mg/myš) . In enzi a poškození DNA plic-
ních buňkách klesala řadě C60 > saze > kaolin a byla celko ě 2–3k á yšší než e skupině
kon olních myší . U g p del a ansgenních myší expozice C60 ýznamně z ýšila ek enci
mu ací DNA .57
10.3 ZÁVĚR
Geno oxické lá ky poškozují gene ickou in o maci buňky, což může mí zá ažný dopad nejen
na buňku samo nou, ale na celý o ganismus . Poškození gene ické in o mace je mimo jiné
spojené s mu acemi a aké s yšším izikem oz oje nádo o ých onemocnění a případě, že
k poškození dochází zá odečných buňkách, je možné přenés poškození i na další gene ace .
In i o i in i o s udie zaměřené na geno oxici u ukazují, že něk e é CNM p a děpodobně
mají geno oxický po enciál, j . indukují genomo é změny . Jedná se o zá ažná zjiš ění, k e á
nelze b á na lehkou áhu a je nezby né se é o p oblema ice dále ěno a .
10.4 LITERATURA
1 . Kohl Y, Rundén-P an E, Ma iussen E e al . Geno oxici y o Nanoma e ials: Ad anced In Vi o
Models and High Th oughpu Me hods o Human Haza d Assessmen —A Re iew . Nanoma e ials.
2020;10(10):1–25 . doi:10 .3390/NANO10101911 .
2 . Samadian H, Salami MS, Jaymand M e al . Geno oxici y Assessmen o Ca bon-Based Nanoma e-
ials; Ha e Thei Unique Physicochemical P ope ies Made Them Double-Edged Swo ds? Mu a
Res Mu a Res. 2020;783:108296 . doi:10 .1016/J .MRREV .2020 .108296 .
3 . Bu gum MJ, Cli MJD, E ans SJ e al . Few-Laye G aphene Induces Bo h P ima y and Secon-
da y Geno oxici y in Epi helial Ba ie Models In Vi o . J Nanobio echnology. 2021;19(1):24 .
doi:10 .1186/S12951-021-00769-9 .
4 . Malko a A, S adlako a T, Singh A e al . In Vi o Assessmen o he Geno oxic Po en ial o P is ine
G aphene Pla ele s . Nanoma e . 2021;11(9):2210 . doi:10 .3390/NANO11092210 .
5 . S adlako a T, Huba ka F, Kno igo a PT e al . P oin lamma o y E ec o Ca bon-Based Nanoma-
e ials: In Vi o S udy on S imula ion o In lammasome NLRP3 ia Des abilisa ion o Lysosomes .
Nanoma e ials. 2020;10(3):418 . doi:10 .3390/nano10030418 .
6 . F ase K, Kodali V, Yanamala N e al . Physicochemical Cha ac e iza ion and Geno oxici y o he
B oad Class o Ca bon Nano ubes and Nano ibe s Used o P oduced in U .S . Facili ies . Pa Fib e
Toxicol. 2020;17(1):1–26 . doi:10 .1186/S12989-020-00392-W .
7 . Kidane D, Chae WJ, Czocho J e al . In e play Be ween DNA Repai and In lamma ion, and he
Link o Cance . C i Re Biochem Mol Biol. 2014;49(2):116 . doi:10 .3109/10409238 .2013 .875514 .
8 . Ba oso SI, Aguile a A . De ec ion o DNA Double-S and B eaks by γ-H2AX Immunode ec ion .
Me hods Mol Biol. 2021;2153:1–8 . doi:10 .1007/978-1-0716-0644-5_1 .
9 . Tu kez H, A slan ME, Ozdemi O . Geno oxici y Tes ing: P og ess and P ospec s o he Nex Decade .
Expe Opin D ug Me ab Toxicol. 2017;13(10):1089–1098 . doi:10 .1080/17425255 .2017 .1375097 .
10 . Rod iguez-Fe nandez L, Valien e R, Gonzalez J, Villegas JC, Fana aga ML . Mul iwalled Ca bon
Nano ubes Display Mic o ubule Biomime ic P ope ies In Vi o, Enhancing Mic o ubule Assembly
and S abiliza ion . ACS Nano. 2012;6(8):6614–6625 . doi:10 .1021/nn302222m .
11 . Nagai H, Okazaki Y, Chew SH e al . Diame e and Rigidi y o Mul iwalled Ca bon Nano u-
bes A e C i ical Fac o s in Meso helial Inju y and Ca cinogenesis . P oc Na l Acad Sci U S A.
2011;108(49):E1330–E1338 . doi:10 .1073/pnas .1110013108 .
130
12 . G osse Y, Loomis D, Guy on KZ e al . Ca cinogenici y o Fluo o-Edeni e, Silicon Ca bide Fib-
es and Whiske s, and Ca bon Nano ubes . Lance Oncol. 2014;15(13):1427–1428 . doi:10 .1016/
S1470-2045(14)71109-X .
13 . Wo ld Heal h O ganiza ion (WHO) . IARC Publica ions Websi e - IARC Monog aphs on he Iden i-
ica ion o Ca cinogenic Haza ds o Humans . Published 2019 . Accessed Feb ua y 19, 2022 . h ps://
publica ions .ia c . /Book-And-Repo -Se ies/Ia c-Monog aphs-On-The-Iden i ica ion-O -Ca cino-
genic-Haza ds-To-Humans?so _by=yea _desc&limi =20&page=7 .
14 . Ca alan J, Sii ola KM, Nyma k P e al . In Vi o and In Vi o Geno oxic E ec s o S aigh Ve sus
Tangled Mul i-Walled Ca bon Nano ubes . Nano oxicology. 2016;10(6):794–806 . doi:10 .3109/1743
5390 .2015 .1132345 .
15 . Sieg is KJ, Reynolds SH, Po e DW e al . Mi sui-7, Hea -T ea ed, and Ni ogen-Doped Mul i-
-Walled Ca bon Nano ubes Elici Geno oxici y in Human Lung Epi helial Cells . Pa Fib e Toxicol.
2019;16(1):1–19 . doi:10 .1186/S12989-019-0318-0 .
16 . Lucas JH, Wang Q, Mu humalage T, Rahman I . Mul i-Walled Ca bon Nano ubes (MWCNTs) Cause
Cellula Senescence in TGF-β S imula ed Lung Epi helial Cells . Toxics. 2021;9(6):144 . doi:10 .3390/
TOXICS9060144 .
17 . Ven u a C, Pe ei a JFS, Ma os P e al . Cy o oxici y and Geno oxici y o MWCNT-7 and C ocidoli e:
Assessmen in Al eola Epi helial Cells Ve sus Thei Cocul u e wi h Monocy e-De i ed Mac o-
phages . Nano oxicology. 2020;14(4):479–503 . doi:10 .1080/17435390 .2019 .1695975 .
18 . Di Ianni E, E dem JS, Mølle P e al . In Vi o-In Vi o Co ela ions o Pulmona y In lammogeni-
ci y and Geno oxici y o MWCNT . Pa Fib e Toxicol. 2021;18(1):1–16 . doi:10 .1186/s12989-021
-00413-2 .
19 . Ka o T, To suka Y, Ishino K e al . Geno oxici y o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes in Bo h In Vi -
o and In Vi o Assay Sys ems . Nano oxicology. 2013;7(4):452–461 . doi:10 .3109/17435390 .2012
.674571 .
20 . Bo ghini A, Rou sgaa d M, And eassi MG, Ke manizadeh A, Mølle P . Repai Ac i i y o Oxi-
da i ely Damaged DNA and Telome e Leng h in Human Lung Epi helial Cells A e Exposu e o
Mul i-Walled Ca bon Nano ubes . Mu agenesis. 2017;32(1):173–180 . doi:10 .1093/mu age/gew036 .
21 . Öne D, Ghosh M, Pu zeys E, Godde is L, Hoe P . The Assessmen o Asbes os and Ca bon Nano u-
bes Induced Geno oxic E ec s . F on Gene . Con e ence Abs ac : ICAW 2015 – 11 h In e na ional
Come Assay Wo kshop . 2015 . doi:10 .3389/con . gene .2015 .01 .00075 .
22 . Ke manizadeh A, Gaise BK, Hu chison GR, S one V . An In Vi o Li e Model - Assessing Oxida-
i e S ess and Geno oxici y Following Exposu e o Hepa ocy es o a Panel o Enginee ed Nano-
ma e ials . Pa Fib e Toxicol. 2012;9(1):1–13 . doi:10 .1186/1743-8977-9-28 .
23 . Guo YY, Zhang J, Zheng YF, Yang J, Zhu XQ . Cy o oxic and Geno oxic E ec s o Mul i-Wall
Ca bon Nano ubes on Human Umbilical Vein Endo helial Cells In Vi o . Mu a Res Toxicol En i on
Mu agen. 2011;721(2):184–191 . doi:10 .1016/J .MRGENTOX .2011 .01 .014 .
24 . Long J, Xiao Y, Liu L, Cao Y . The Ad e se Vascula E ec s o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes
(MWCNTs) o Human Vein Endo helial Cells (HUVECs) In Vi o: Role o Leng h o MWCNTs .
J Nanobio echnology. 2017;15(1):80 . doi:10 .1186/s12951-017-0318-x .
25 . Ema M, Imamu a T, Suzuki H, Kobayashi N, Naya M, Nakanishi J . E alua ion o Geno oxici y o
Mul i-Walled Ca bon Nano ubes in a Ba e y o In Vi o and In Vi o Assays . Regul Toxicol Pha -
macol. 2012;63(2):188–195 . doi:10 .1016/j .y ph .2012 .03 .014 .
26 . Jiang T, Amadei CA, Gou N e al . Toxici y o Single-Walled Ca bon Nano ubes (SWCNTs): E ec
o Leng hs, Func ional G oups and Elec onic S uc u es Re ealed by a Quan i a i e Toxicogeno-
mics Assay . En i on Sci Nano. 2020;7(5):1348–1364 . doi:10 .1039/D0EN00230E .
27 . C e icanin J, Joksic G, Lesko ac A, Pe o ic S, Sobo AV, Nesko ic O . Using Ca bon Nano ubes
o Induce Mic onuclei and Double S and B eaks o he DNA in Human Cells . Nano echnology.
2009;21(1):015102 . doi:10 .1088/0957-4484/21/1/015102 .
131
28 . Yao C, Ca lisi C, Li Y, Chen D, Ding J, Feng YL . In e ac ion Po ency o Single-Walled Ca bon Nano-
ubes wi h DNAs: A No el Assay o Assessmen o Haza d Risk . PLoS One. 2016;11(12):e0167796 .
doi:10 .1371/jou nal .pone .0167796 .
29 . Sa gen LM, Sh edo a AA, Hubbs AF e al . Induc ion o Aneuploidy by Single-Walled Ca bon
Nano ubes . En i on Mol Mu agen. 2009;50(8):708–717 . doi:10 .1002/EM .20529 .
30 . Sa gen LM, Hubbs AF, Young SH e al . Single-Walled Ca bon Nano ube-Induced Mi o ic Dis up-
ion . Mu a Res Gene Toxicol En i on Mu agen. 2012;745(1–2):28–37 . doi:10 .1016/j .m gen ox
.2011 .11 .017 .
31 . Pacu a i M, Yin XJ, Zhao J e al . Raw Single-Wall Ca bon Nano ubes Induce Oxida i e S ess
and Ac i a e MAPKs, AP-1, NF-κB, and Ak in No mal and Malignan Human Meso helial Cells .
En i on Heal h Pe spec . 2008;116(9):1211–1217 . doi:10 .1289/ehp .10924 .
32 . Samadian H, Salami MS, Jaymand M e al . Geno oxici y Assessmen o Ca bon-Based Nanoma e-
ials; Ha e Thei Unique Physicochemical P ope ies Made Them Double-Edged Swo ds? Mu a
Res Re Mu a Res. 2020;783:108296 . doi:10 .1016/j .m e .2020 .108296 .
33 . Akca S, Fo oughi A, F och zwajg D, Pos ma HWC . Compe ing In e ac ions in DNA Assembly on
G aphene . PLoS One. 2011;6(4):e18442 . doi:10 .1371/jou nal .pone .0018442 .
34 . Bu gum MJ, Cli MJD, E ans SJ e al . In Vi o P ima y-Indi ec Geno oxici y in B onchial Epi he-
lial Cells P omo ed by Indus ially Rele an Few-Laye G aphene . Small. 2021;17(15):2002551 .
doi:10 .1002/SMLL .202002551 .
35 . Cha e jee N, Yang JS, Choi J . Di e en ial Geno oxic and Epigeno oxic E ec s o G aphene Family
Nanoma e ials (GFNs) in Human B onchial Epi helial Cells . Mu a Res Toxicol En i on Mu agen.
2016;798–799:1–10 . doi:10 .1016/J .MRGENTOX .2016 .01 .006 .
36 . Wang A, Pu K, Dong B e al . Role o Su ace Cha ge and Oxida i e S ess in Cy o oxici y and Geno-
oxici y o G aphene Oxide Towa ds Human Lung Fib oblas Cells . J Appl Toxicol. 2013;33(10):
1156–1164 . doi:10 .1002/JAT .2877 .
37 . De Ma zi L, O a iano L, Pe ozzi F e al . Flake Size-Dependen Cy o and Geno oxic E alua ion
o G aphene Oxide on In Vi o A549, CaCo2 and Ve o Cell Lines . J Biol Regul Homeos Agen s.
2014;28(2):281–289 .
38 . Di Ianni E, Mølle P, Vogel UB, Jacobsen NR . P o-In lamma o y Response and Geno oxici y Caused
by Clay and G aphene Nanoma e ials in A549 and THP-1 Cells . Mu a Res Gene Toxicol En i on
Mu agen. 2021;872:503405 . doi:10 .1016/j .m gen ox .2021 .503405 .
39 . Zhao X, S iolo A, Cummings PT . C60 Binds o and De o ms Nucleo ides . Biophys J. 2005;89(6):
3856–3862 . doi:10 .1529/biophysj .105 .064410 .
40 . Fi daus S, Lohani M, Dhasmana A, Hanee M . In e ac ion Pa e n o Fulle ene Family wi h Di e-
en Fo ms o DNA . In J Sci Eng Res. 2015;6(3):1536–1541 .
41 . E sho a ES, Se gee a VA, Chaushe a AI e al . Toxic and DNA Damaging E ec s o a Func ionali-
zed Fulle ene in Human Emb yonic Lung Fib oblas s . Mu a Res Gene Toxicol En i on Mu agen.
2016;805:46–57 . doi:10 .1016/j .m gen ox .2016 .05 .004 .
42 . Gudko SV, Gu ye EL, Gapeye AB e al . Unmodi ied Hyd a ed С60 Fulle ene Molecules Exhibi
An ioxidan P ope ies, P e en Damage o DNA and P o eins Induced by Reac i e Oxygen Species
and P o ec Mice Agains Inju ies Caused by Radia ion-Induced Oxida i e S ess . Nanomedicine
Nano echnology, Biol Med. 2019;15(1):37–46 . doi:10 .1016/J .NANO .2018 .09 .001 .
43 . Aly FM, O hman A, Ha idy MAM . P o ec i e E ec s o Fulle ene C60 Nanopa icles and Vi gin
Oli e Oil Agains Geno oxici y Induced by Cyclophosphamide in Ra s . Oxid Med Cell Longe . 2018;
2018(1):1261356 . doi:10 .1155/2018/1261356 .
44 . Xing Y, Xiong W, Zhu L, O’Sawa E, Hussin S, Dai L . DNA Damage in Emb yonic S em Cells
Caused by Nanodiamonds . ACS Nano. 2011;5(3):2376–2384 . doi:10 .1021/nn200279k .
45 . Dwo ak N, Wnuk M, Zeb owski J, Ba osz G, Lewinska A . Geno oxic and Mu agenic Ac i i y o
Diamond Nanopa icles in Human Pe iphe al Lymphocy es In Vi o . Ca bon N Y. 2014;68:763–776 .
doi:10 .1016/j .ca bon .2013 .11 .067 .
132
46 . Poulsen SS, Sabe AT, Williams A e al . MWCNTs o Di e en Physicochemical P ope ies
Cause Simila In lamma o y Responses, bu Di e ences in T ansc ip ional and His ological Ma -
ke s o Fib osis in Mouse Lungs . Toxicol Appl Pha macol. 2015;284(1):16–32 . doi:10 .1016/
J .TAAP .2014 .12 .011 .
47 . Knudsen KB, Be hing T, Jackson P e al . Physicochemical P edic o s o Mul i-Walled Ca bon
Nano ube–Induced Pulmona y His opa hology and Toxici y One Yea A e Pulmona y Depo-
si ion o 11 Di e en Mul i-Walled Ca bon Nano ubes in Mice . Basic Clin Pha macol Toxicol.
2019;124(2):211–227 . doi:10 .1111/bcp .13119 .
48 . Mulle J, Deco die I, Hoe PH e al . Clas ogenic and Aneugenic E ec s o Mul i-Wall Ca bon
Nano ubes in Epi helial Cells . Ca cinogenesis. 2008;29(2):427–433 . doi:10 .1093/CARCIN/
BGM243 .
49 . Snegin E, Guse A, Snegina E, Ba kha o A, Vasyuko a I, A emchuk O . Geno oxici y E alua ion
o Mul iwalled Ca bon Nano ubes: In Vi o S udies in Mice . IOP Con Se Ea h En i on Sci. 2020;
433:012010 . doi:10 .1088/1755-1315/433/1/012010 .
50 . Had up N, Beng son S, Jacobsen NR e al . In luence o Dispe sion Medium on Nanoma e ial-
-Induced Pulmona y In lamma ion and DNA S and B eaks: In es iga ion o Ca bon Black, Ca -
bon Nano ubes and Th ee Ti anium Dioxide Nanopa icles . Mu agenesis. 2017;32(6):581–597 .
doi:10 .1093/mu age/gex042 .
51 . Po hmann D, Sima S, Schule D e al . Lung In lamma ion and Lack o Geno oxici y in he Come
and Mic onucleus Assays o Indus ial Mul iwalled Ca bon Nano ubes G aphis eng h C100 A e
a 90-Day Nose-Only Inhala ion Exposu e o Ra s . Pa Fib e Toxicol. 2015;12:21 . doi:10 .1186/
S12989-015-0096-2 .
52 . El-Yamany NA, Mohamed FF, Salaheldin TA, Tohamy AA, Abd El-Mohsen WN, Amin AS . G a-
phene Oxide Nanoshee s Induced Geno oxici y and Pulmona y Inju y in Mice . Exp Toxicol Pa hol.
2017;69(6):383–392 . doi:10 .1016/J .ETP .2017 .03 .002 .
53 . Mohamed HRH, Welson M, Yaseen AE, El-Gho A . Induc ion o Ch omosomal and DNA Damage
and His ological Al e a ions by G aphene Oxide Nanopa icles in Swiss Mice . D ug Chem Toxicol.
2021;44(6):631–641 . doi:10 .1080/01480545 .2019 .1643876 .
54 . Liu Y, Luo Y, Wu J e al . G aphene Oxide Can Induce In Vi o and In Vi o Mu agenesis . Sci Rep.
2013;3:3469 . doi:10 .1038/s ep03469 .
55 . Sumi N, Chi a KC . Cy ogeno oxic E ec s o Fulle ene C60 in he F eshwa e Teleos ean Fish,
Anabas es udineus (Bloch, 1792) . Mu a Res Gene Toxicol En i on Mu agen. 2019;847:503104 .
doi:10 .1016/j .m gen ox .2019 .503104 .
56 . Ema M, Tanaka J, Kobayashi N e al . Geno oxici y E alua ion o Fulle ene C60 Nanopa icles in
a Come Assay Using Lung Cells o In a acheally Ins illed Ra s . Regul Toxicol Pha macol. 2012;
62(3):419–424 . doi:10 .1016/j .y ph .2012 .01 .003 .
57 . To suka Y, Higuchi T, Imai T e al . Geno oxici y o Nano/Mic opa icles in In Vi o Mic onuclei,
In Vi o Come and Mu a ion Assay Sys ems . Pa Fib e Toxicol. 2009;6(1):23 . doi:10 .1186/1743
-8977-6-23 .
133
11
REPRODUKČNÍ
A VÝVOJOVÁ TOXICITA
Rep odukční sys ém samců a samic je složen z íce d uhů o gánů a kání, k e é jsou ozdílně
níma é k po enciálně poškozujícím s imulům, če ně expozice uhlíko ým nanoma e iá-
lům (CNM) . Rep odukční a ý ojo á oxici a je dle OSHA (Occupa ional Sa e y and Heal h
Adminis a ion) a HSC 2012 (Haza d Communica ion S anda d) de ino ána jako subs ance-
mi induko aný nežádoucí e ek , k e ý pos ihuje sexuální unkce, e ili u a p ena ální i pos -
na ální ý oj .1,2
Do na ušení sexuálních unkcí a e ili y u obou pohla í jsou řazeny změny sexuálního
cho ání, s uk u ní a unkční změny ep odukčního sys ému a změny, k e é na ušují něk e ou
z ázi e ilizace až do p ocesu implan ace emb ya děloze . Příkladem mohou bý změny
libida, po uchy sexuálních unkcí, endok inní po uchy, na ušení game ogeneze, oplodnění
a anspo u oplodněného ajíčka do dělohy a implan ace emb ya do endome ia .3
Obecně pla í, že emb yo a plod (s ysokou ú o ní káňo é p oli e ace) jsou k působení
škodli ých lá ek níma ější než již y inu é o ganismy . Z u edeného dů odu je nu né ěno-
a elkou pozo nos lá kám, k e é jsou schopny pene o a přes placen á ní ba ié u a kumu-
lo a se e y íjejícím se plodu . Díky s ém elikos i pa ří mezi „po enciálně podezřelé“
i nanoma e iály, k e é mohou o li ňo a jak ep odukční sys ém ma eřského o ganismu, ak
káně emb ya a plodu .4,5
11.1 IN VITRO STUDIE
Cílem es ů ep odukční oxici y je hodnocení účinku lá ek na káně ep odukčních o gánů
a na s uk u u a unkce pohla ních buněk (spe mií a ajíček) .
V ep odukci h ají důleži ou oli s e oidní ho mony, k e é se podílejí na game ogenezi,
o ulaci a sexuálním cho ání . S udie odbo né li e a uře přinášejí důkazy o om, že do p oce-
su s e oidogeneze mohou zasaho a i CNM . Například au oři Qu e al . zjis ili, že mnoho s é
uhlíko é nano ubice (MWCNT) inhibují u po kanů p odukci p oges e onu p eo ulačních
buňkách g anulózy (p odukce p oges e onu ýznamně klesala při dá kách 10 a 50 μg/ml /
48 h) . Bylo zjiš ěno, že expozice MWCNT al e uje exp esi s e oidogenního p o einu S AR,
k e ý anspo uje choles e ol z nější na ni řní mi ochond iální memb ánu . Zde je za pří-
omnos i P450scc (klíčo ého enzymu s e oidogeneze) choles e ol me abolizo án na p egne-
nolon (P450scc je enzym ze skupiny cy och omů P450, k e ý odš ěpuje pos anní ře ězec
choles e olu za zniku p egnenolonu) . Důleži ou sku ečnos í bylo, že pře ušení expozice

134
MWCNT obno ilo p odukci p oges e onu (inhibiční účinek je p a děpodobně e e zibilní) .
Vedle u edeného byla popsána aké z ýšená p odukce olných kyslíko ých adikálů (ROS)
a na ušený mi ochond iální memb áno ý po enciál . Zdá se, že MWCNT by mohly mí po en-
ciál endok inních dis up o ů .6
Rep odukční oxici a se samozřejmě in i o o ěřuje na samčích a samičích buňkách
pohla ního sys ému a pohla ních buňkách .
Gu una han e al . es o ali li oxidu g a enu (GO) na Leydigo y (TM3) a Se oliho
(TM4) samčí zá odečné buňky . P o expozici použili d a ypy GO s p ůmě em čás ic 20 nm
(GO-20) a 100 nm (GO-100) . Oba ypy GO snižo aly iabili u buněk (silnější li byl pozo-
o án u GO-20) . Vli em expozice docházelo k u olňo ání lak á dehyd ogenázy a k na u-
šo ání mi ochond iálního memb áno ého po enciálu . Byl pozo o án ná ůs p odukce ROS
a poškození DNA (oxidace nukleo idů a o ba 8-oxo-d-guanosinu) . Expozice snižo ala
exp esi p oapop o ických genů (Bax, Bak, p53, p21, kaspáza-3) a z yšo ala exp esi an iapo-
p o ických genů (Bcl2), což může bý p oblema ické, neboť mohou přeží i poškozené buňky .
K účinkům GO (obou ypů) byly ci li ější Leydigo y buňky .7
V jiné s udii (Ji e al .) byly použi y Se oliho buňky a GC-2 spd buňky (myší es iku-
lá ní zá odečné buněčné linie), k e é byly expono ány k an o ým ečkám oxidu g a enu
(GO-QD) . U edená expozice sice neo li ňo ala iabili u buněk, nicméně induko ala p oces
apop ózy . Pomocí ansmisní elek ono é mik oskopie bylo zjiš ěno, že expozice GO-QD
z yšo ala poč y au o agazómů . Au o agozóm je s é ická s uk u a s d oji ou memb ánou,
k e á je klíčo ou s uk u ou p ocesu mak oau o agie ( ni obuněčný deg adační sys ém
cy oplazma ických komponen a mik oo ganismů) . Z o mo aný au o agozom úzuje s lyso-
zomem, což umožňuje deg adaci sek es o aného ma e iálu . Přes ože nebylo zjiš ěno na u-
šení p ocesu úze au o agozomů s lyzozomy, docházelo ke kumulaci nedeg ado aného ma e-
iálu . Au oři en o je připisují snížené unkci lyzozomů (snížení unkce lyzozomů je spojeno
aké se s á nu ím a senescencí buněk) .8
GC-2-spd buňky použili aké au oři Xu e al . expe imen u s expozicí MWCNT (0,05,
0,25, 0,5 a 1, 5 μg/ml / 24 h) . Od dá ky 0,5 μg/ml / 24 h pozo o ali kumulaci MWCNT
mi ochond iích, což edlo k na ušení jejich unkcí, če ně snížení p odukce ATP .9 Rep o-
dukční oxici a MWCNT byla es o ána aké na spe miích bizonů a p asa di okých . Sanand
e al . expono ali spe mie bizonů MWCNT o koncen acích 1, 10, 25, 50, 75 a 100 µg/ml
po dobu 30, 60 a 120 minu . V zá islos i na čase a dá ce byla pozo o ána snížená iabili-
a buněk, zá ažné na ušení in eg i y buněčné memb ány, z ýšené hladiny malondialdehydu
(ukaza el oxidačního s esu) a snížená ak i i a an ioxidačních enzymů (glu ha ionpe oxidázy
a supe oxiddismu ázy) .10
Au oři Be nabò e al . expono ali spe mie di očáka suspenzi GO o koncen acích 0,5, 1,
5, 10 a 50 μg/ml . Koncen ace 5–50 μg/ml in e ago aly s memb ánou spe mií a na ušo aly
její luidi u . Reduko aly iabili u buněk a na ušo aly jejich e ilizační a adhezní kapaci u
a in eg i u ak ozomu . Koncen ace 0,5 a 1 μg/ml šak e ilizační kapaci u buněk naopak pod-
po o aly . Je zřejmé, že cha ak e li u expozice GO na komponen y ep odukčního sys ému
ýznamně zá isí na hladině expozičních koncen acích (dá kách) .11
Zajíma é ýsledky přinesly p áce zaměřené na li y expozice ulle enu (C60) . Napří-
klad au oři Li e al . expono ali spe mie di očáka ka boxylo anému ulle enu (C60-COOH;
2 μg/ml; 10 dní) . Expozice z ýšila mo ili u spe mií, zlepšila in eg i u ak ozomu a z ýšila
mi ochond iální ak i i u . Došlo o něž ke snížení hladiny oxidačního s esu .12 Au oři další
s udie (Tü k e al .) přidali do zo ků spe ma u be anů hyd a o aný ulle en (200 nM, 400 nM,
135
800 nM, 1 µM a 5 µM C60) a následně byly zo ky s anda dním způsobem zam azeny . Po
ozm azení ykazo aly zo ky spe mií expono ané yšším dá kám C60 lepší mo ili u, k a-
li nější memb ány a yšší ak i i y an ioxidačních enzymů (glu a hionpe oxidáza, ka aláza) .13
Ke s ejným ýsledkům obdobně s uk u o aném expe imen u dospěli i au oři Güngö e al .
Vzo ky spe ma u, expono ané yšším dá kám C60, obsaho aly íce ži ých spe mií s yšší
mí ou mo ili y . Vli em expozice došlo k poklesu hladin malondialdehydu a ná ůs u ak i i y
glu a hionpe oxidázy a ka alázy .14 Zdá se edy, že ulle en ch ání spe mie, a o pa ně i díky
omu, že snižuje poškozující oxidační s es .
Významné in o mace přinášejí s udie, e k e ých jsou CNM expono ány lidské spe mie .
Asgha e al . zjis ili, že expozice lidských spe mií ka boxylo aným jedno s ým uhlíko ým
nano ubicím (SWCNT) edla ke z ýšení p odukce ROS . S ejná expozice spe mií eduko a-
nému GO ( GO) šak en o účinek ne ykázala . Žádná z použi ých expozičních koncen ací
(1–25 μg/ml) obou použi ých ypů CNM nesnižo ala iabili u spe mií .15 S lidskými spe mie-
mi p aco ali aké Aminzadeh e al ., k eří s udo ali důsledek jejich expozice ka boxylo aným
SWCNT a MWCNT (0,1–100 μg/ml / 5 hod) . Žádný z expozičních CNM nesnižo al iabili u
buněk, nicméně zá islos i na dá ce bylo pozo o áno snížení jejich mo ili y a z ýšení p o-
dukce ROS .16
Vedle samčích pohla ních buněk byla e s udiích pochopi elně ěno ána pozo nos
i samičím pohla ním buňkám (oocy ům) . Například au oři Lin e al . s udo ali poško-
zení myších oocy ů po expozici k an o ým ečkám g a enu (GQD; 0,5, 1,0 a 1,5 mg/ml;
doba 2, 8,5 a 12 hodin) . Expozice GQD na ušo ala ma u aci oocy ů; při koncen acích
1 a 1,5 mg/ml docházelo ke snížení ex uze p ního polá ního ělíska . Ro něž bylo pozo o-
áno z ýšení p odukce ROS a poškození DNA . Pomocí elek ono é ansmisní mik oskopie
byla egis o ána kumulace GQD blízkos i jád a a mi ochond ií, což mělo za následek
na ušení jejich mo ologie a unkcí .17
T ů ci jiné s udie (Lei e al .) expono ali po kaní oocy -g anulózní buňky ulle enolu
o koncen acích 1, 10, a 100 μg/ml . D ouhodino á expozice ýznamně eduko ala o -
bu anszonálních p o uzí . T anszonální p o uze ycházejí z ni řních s e g anulózních
buněk a y ářejí „ ýběžky“, k e é přek ačují zóna pelucida a dosahují až k oocy ům . V s a
g anulózních buněk obaluje oocy y a anszonální p o uze zajišťuje spojení mezi g anulózou
a oocy em . Tak o zniká unkční komplex, k e ý je nezby ný p o no mální ý oj oocy ů .
Redukce o by anszonálních p o uzí, popiso aná daném expe imen u, byla zá islá na
dá ce . Expozice ulle enolům snižo ala o něž exp esi g anulózo ého konexinu 43, k e ý je
důleži ou součás í mezibuněčných spojů . D ouhodino á expozice ulle enolu měla za násle-
dek snížení jeho exp ese o 56 %, což edlo ke snížení o by cyklického adenosinmono os á u
oocy u a k u ychlení obno y meiózy . U edený děj má za následek pokles k ali y oocy ů .18
Důkazy o ep odukční oxici ě ulle enolů šak nejsou zcela jednoznačné . Například au oři
M dano ić e al . nenalezli známky geno oxici y (ná ůs poč u mik ojade a ch omozomálních
abe ací) u CHO-K1 buněk (o a iálních buněk křečků) ani po ela i ně ysokých expozicích
ulle enolu (11–221 μM / 24 h) . Nižší expoziční hladiny ulle enolů hladiny geno oxických
ma ke ů dokonce snižo aly .19
Kul u a CHO-K1 buněk byla použi a i dalších expe imen ech s CNM . Například Yada
e al . y o buňky expono ali MWCNT . Expozice měla za následek emodelaci cy oskele u,
konk é ně z ýšení poč u cy oplazma ických akuol a o bu lamelopodií ( důsledku polyme-
izace ak inu) . Remodelace cy oskele u byla dop o ázena z ýšenou exp esí genů spojených
s cy oskele em a buněčnou mo ili ou (Dic-1, ko ilin a Rac1) .20 Danu e Ba iuskai e, No a
136
G ince iciu e a Valen inas Sni ka expono ali CHO-K1 buňky GO (12,5–50,0 μg/ml) . GO
snižo al iabili u buněk zá islos i na dá ce (ze 44 % na 11 %), p onikal do buněk a o li -
ňo al jejich mo ologii, s uk u u a schopnos y áře kolonie .21 Výsledky in i o s udií
edy naznačují po enciální ep odukční oxici u CNM, a o již e ázi p odukce pohla ních
ho monů, poškození buněk pohla ních o gánů i pohla ních buněk samo ných .
11.2 IN VIVO STUDIE
S ohledem na zá ažnos dané p oblema iky byla ep odukční oxici a es o ána na ši oké
škále o ganismů od če ů přes hmyz a yby až po sa ce, přede ším myši a po kany . Čas o
použí anými nižšími expe imen álními o ganismy jsou hlís ice, hla ně Caeno habdi is ele-
gans (háďá ko obecné) . Na om o o ganismu es o ali například au oři Kim e al . ep odukční
oxici u GO . Po d ouhodino é expozici koncen aci 10 mg GO / l byl GO dis ibuo án po
celém o ganismu, če ně ep odukčního sys ému, a po 48 hodinách od podání byla zjiš ěna
kumulace GO okolo zá odečných buněk a emb yí . GO na ušo al spe ma ogenezi, snižo al
poč y spe mií, induko al ná ůs oxidačního s esu a na ušo al me abolismus uků .22
Rep odukční oxici u GO a GO (5 až 50 mg/l) es o ali na Caeno habdi is elegans
aké au oři Cha e jee e al . Expozice měla za následek kumulaci GO ep odukčních o gá-
nech . Známky ep odukční oxici y byly pa né již při koncen acích 5 mg/l a koncen ace
50 mg/l ep odukci zcela zabloko aly . Významně nižší mí a ep odukční oxici y byla zjiš-
ěna u GO .23 T ů ci další s udie (Zhao e al .) zjis ili, že expozice Caeno habdi is elegans
GO edukuje ep odukční kapaci u, na ušuje ý oj gonád a indukuje apop ózu zá odečných
buněk důsledku poškození DNA a al e ace epigene ické signalizace .24 Vedle e iden ních
p oje ů ep odukční oxici y GO ( ůči Caeno habdi is elegans) nebyla a o o ma oxici y
pozo o ána při expozicích Caeno habdi is elegans g a enu a PLA-Gu (poly-lac ic acid-g a-
phene) o koncen acích 50 µg/ml až 1000 µg/ml .25
Hojně jsou yuží ány ke zjišťo ání ep odukční oxici y aké hmyzí modely . Například
au oři Kape a-Kaczma ek e al . dlouhodobě expono ali Ache a domes icus (c ček domácí)
nanodiaman ům (ND) dá kách 20 µg/g a 200 µg/g . Kolonie byly expono ány denně od
d ou ýdnů po na ození do úm í posledního c čka . Za ímco kon olní kolonie přežila 28 dní,
expono aná kolonie pouze 21 dní . Expozice ND (zejména yšší dá ka) nega i ně o li nila
aké p odukci ajíček a p oces líhnu í . Za ímco samice s nej yšší expozicí kladly p ůběhu
24 hodin p ůmě ně 15 ajíček, samice s nižší expozicí 25 ajíček a kon olní kolonie dokon-
ce 35 ajíček . Z ýsledků je zřejmé, že expozice ND může nega i ně o li ňo a plodnos .26
Ma ins e al . es o ali ep odukční oxici u oxido aných MWCNT a GO (expozice 10, 100
a 1000 μg/g) na Spodop e a ugipe da (blýska ka kukuřičná) . V zá islos i na dá ce y olaly
obě o my expozice snížení e ili y a plodnos i . Došlo aké ke snížení poč ů nakladených
a ylíhnu ých ajíček .27
Poněkud kon o e zní ýsledky přinesly s udie ep odukční oxici y p o áděné na D o-
sophila melanogas e (oc omilka obecná) . Au oři Philb ook e al . expono ali D osophila
melanogas e hyd oxylo aným SWCNT dá ce 10mg/kg . U edená dá ka nijak neo li nila
po odnos ani plodnos expono aných o ganismů .28 Jiné ýsledky šak u ádějí ů ci dalšího
expe imen u (P iyada siny e al .), k eří D osophila melanogas e expono ali GO dá kách
50 a 300 mg/l a zá islos i na dá ce pozo o ali ná ůs oxidačního s esu (ROS), poškození
o gánů a snížený poče ylíhlých much z nakladených ajíček . Rozdíly e ýsledcích au oři
137
přisuzují odlišným expozičním hladinám .29 Ná ůs oxidačního s esu li em expozice GO
pozo o ali aké Fang e al . Koncen ace 25 mg GO/l induko ala u Bombyx mo i (bou ec
mo ušo ý) p odukci ROS, což mělo za následek poškození DNA o a iálních buněk, snížení
poč u oogonií a oocy ů o a iích a ná ůs o by akuol e olikulá ních buňkách . U la e
byla zjiš ěna edukce gonosoma ického indexu o 41 % . Ro něž došlo ke snížení exp ese genů
důleži ých p o ý oj o a ií .30
CNM se e značné míře kumulují e odních o ganismech a mohou ýznamně o li ňo a
jejich ep odukční sys émy .
Mesa ič e al . expono ali Pa acen o us li idus (ježo ka dlouhoos ná) GO a sazím (CB,
ca bon black) koncen acím 0,0001–1,0 mg CNM / l po dobu jedné hodiny . Z ýsledků
yplý á, že i nejnižší koncen ace CB (0,0001 mg/l) snižo ala (přibližně o 50 %) schopnos
spe mií oplodni ajíčka . GO neo li ňo al e ilizaci ani při nej yšší koncen aci 1,0 mg/l .
Zajíma ým nálezem byly ý ojo é anomálie gas ulách i la ách po oplodnění spe mie-
mi, k e é byly ys a eny GO nebo CB .31
Rep odukční oxici u ulle enu es o ali aké au oři další s udie (Sumi e al .) . Sladko odní
yby Anabas es udineus (lezoun indický) byly expono áni koncen acím 5 a 10 mg/l k á ko-
době (24, 48, 72 a 96 hodin) a dlouhodobě (7, 15, 30 a 60 dní) . Expozice ulle enu obecně sni-
žo ala áhu o a ií i a la a eduko ala ak i i u an ioxidačního enzymu supe oxiddismu ázy .
Dlouhodobá expozice induko ala zá ažné his ologické změny o a iích i a la ech . V o a-
iích byly nalezeny a ezie, z luš ění oocy u během i elogenní áze a zcela degene o ané
oocy y . Ve a la ech byly zjiš ěny akuoly, snížený poče spe mií a spe ma ocy ů a de o mace
semeno o ného epi elu . Výsledky expe imen u ukazují na ý aznou ep odukční oxici u
ulle enu .32
V další s udii (Ca illo e al .) byly ybky Danio e io (dánio p uho ané) expono ány po
dobu 48 hodin ka boxylo aným MWCNT o koncen acích 0,5 a 1,0 ppm . Expozice edla
ke z ýšení oxidačního s esu a k pe oxidaci lipidů o a iální a es ikulá ní káni .33 Danio
e io použili e s é s udii aké Chen e al . Jejich expe imen y měly komplexnější cha ak e
a byly zaměřeny na hodnocení mí y „endok inní dis upce“ (změny endok inních signálů)
li em společné expozice GO a bis enolu A . Z ýsledků yplý á, že kombino aná expozice
bis enolu A a GO (50 a 500 ng/l) induko ala ýznamně yšší mí u oxici y než samos a né
expozice ěm o lá kám . Sedmidenní kombino aná expozice dospělých samců ýznamně z y-
šo ala hladiny i elogeninu a es adiolu a snižo ala hladiny es o e onu a olikuly s imulují-
cího ho monu (FSH) . Samo ná expozice GO (koncen ace 250 ng GO/l) ne y olá ala změny
koncen acích ho monů .34
Rep odukční oxici a GO byla zjiš ěna aké u O yzias la ipes (medaka japonská) . Au oři
Dasmahapa a e al . podali ěm o ybám in ape i oneálně dá ky 25 a 200 μg/g a sledo ali jejich
účinek následujících 21 dní . V zá islos i na dá ce došlo ke snížení plodnos i již během p ních
dní po aplikaci . Dá ka 200 μg/g ýznamně snižo ala poč y ylíhnu ých mláďa , ke z yšo-
ání mo ali y emb yí nicméně nedocházelo . His ologická analýza p okázala aglome á y GO
gonádách . Významnější změny e olikulogenezi a Leydigo ých buňkách zjiš ěny nebyly .35
Sedmidenní expozice SWCNT (10 a 50 μg/l), expe imen u s Cyp inus ca pio (kap
obecný) (Deepa e al .), měla za následek pokles exp ese s e oidogenních genů a genů sou ise-
jících s a la y . V sé u byly nalezeny snížené hodno y es os e onu a 11-ke os e onu . Ro něž
byla zjiš ěna změněná mo ologie a la .36
Rep odukční oxici a CNM byla es o ána i na obojži elnících . Au oři Zhao e al . zjis ili,
že MWCNT o koncen acích 0,5 a 2,5 mg/l, apliko ané 56 dní, inhibo aly ůs / ý oj o gánů
144
11.5 LITERATURA
1 . Meye JD, McDia mid M, Diaz JH, Bake BA, Hieb M . Rep oduc i e and De elopmen al Haza d
Managemen . J Occup En i on Med. 2016; 58(3):e94–e102 . doi:10 .1097/JOM .0000000000000669 .
2 . SCHC-OSHA Alliance . Haza d Communica ion In o ma ion Shee Re lec ing he US OSHA Imple-
men a ion o he Globally Ha monized Sys em (GHS) o Classi ica ion and Labelling o Chemicals .
P oduced by he SCHC-OSHA Alliance on Acu e De mal Toxici y; 2018 .
3 . Tyl RW . Toxici y Tes ing, Rep oduc i e . In: Encyclopedia o Toxicology . 3 . yd . Academic P ess;
2014 . doi:10 .1016/B978-0-12-386454-3 .00439-5 .
4 . Bue ki-Thu nhe T, Schaeppe K, Aengenheis e L, Wick P . De elopmen al Toxici y o Nanoma e-
ials: Need o a Be e Unde s anding o Indi ec E ec s . Chem Res Toxicol. 2018;31(8):641–642 .
doi:10 .1021/ACS .CHEMRESTOX .8B00177 .
5 . Duge shaw BB, Aengenheis e L, Hansen SSK, Hougaa d KS, Bue ki-Thu nhe T . Recen In-
sigh s on Indi ec Mechanisms in De elopmen al Toxici y o Nanoma e ials . Pa Fib e Toxicol.
2020;17(1):1–22 . doi:10 .1186/S12989-020-00359-X .
6 . Qu Y, Yang B, Jiang X, Ma X, Lu C, Chen C . Mul iwalled Ca bon Nano ubes Inhibi S e oidogene-
sis by Dis up ing S e oidogenic Acu e Regula o y P o ein Exp ession and Redox S a us . J Nanosci
Nano echnol. 2017;17(2):914–925 . doi:10 .1166/jnn .2017 .12647 .
7 . Gu una han S, Kang MH, Jeya aj M, Kim JH . Di e en ial Cy o oxici y o Di e en Sizes o G aph-
ene Oxide Nanopa icles in Leydig (TM3) and Se oli (TM4) Cells . Nanoma e ials. 2019;9(2):139 .
doi:10 .3390/nano9020139 .
8 . Ji X, Xu B, Yao M e al . G aphene Oxide Quan um Do s Dis up Au ophagic Flux by Inhibi-
ing Lysosome Ac i i y in GC-2 and TM4 Cell Lines . Toxicology. 2016;374:10–17 . doi:10 .1016/
j . ox .2016 .11 .009 .
9 . Xu C, Liu Q, Liu H, Zhang C, Shao W, Gu A . Toxicological Assessmen o Mul i-Walled Ca -
bon Nano ubes In Vi o: Po en ial Mi ochond ia E ec s on Male Rep oduc i e Cells . Onco a ge .
2016;7(26):39270–39278 . doi:10 .18632/onco a ge .9689 .
10 . Sanand S, Kuma S, Ba a N, Kaul G . Compa a i e E alua ion o Hal -Maximum Inhibi o-
y Concen a ion and Cy o oxici y o Sil e Nanopa icles and Mul iwalled Ca bon Nano u-
bes Using Bu alo Bull Spe ma ozoa as a Cell Model . Toxicol Ind Heal h. 2018;34(9):640–652 .
doi:10 .1177/0748233718783389 .
11 . Be nabò N, Fon ana A, Sanchez MR e al . G aphene Oxide A ec s In Vi o Fe iliza ion Ou come by
In e ac ing wi h Spe m Memb ane in an Animal Model . Ca bon. 2018;129:428–437 . doi:10 .1016/
j .ca bon .2017 .12 .042 .
12 . Li X, Wang L, Liu H e al . C60 Fulle enes Supp ess Reac i e Oxygen Species Toxici y Damage in
Boa Spe m . Nano-Mic o Le . 2019;11(1):1–17 . doi:10 .1007/s40820-019-0334-5 .
13 . Tü k G, Koca RH, Güngö İH e al . E ec o Hyd a ed C60 Fulle ene on Lipid, Vi amin and
Amino Acid Composi ion in F ozen-Thawed Ram Semen . Anim Rep od Sci. 2022;238:106939 .
doi:10 .1016/J .ANIREPROSCI .2022 .106939 .
14 . Güngö İH, Dayan Cinka a S, Acısu TC e al . E ec o Hyd a ed Ca bon 60 Fulle ene on F ozen
Ram Semen Quali y . Biop ese Biobank. 2022;20(4):340–347 . doi:10 .1089/bio .2021 .0001 .
15 . Asgha W, Sha iee H, Velasco V e al . Toxicology S udy o Single-Walled Ca bon Nano ubes and
Reduced G aphene Oxide in Human Spe m . Sci Rep. 2016;6(1):1–11 . doi:10 .1038/s ep30270 .
16 . Aminzadeh Z, Jamalan M, Chupani L e al . In Vi o Rep o oxici y o Ca boxyl-Func ionalised Sin-
gle- and Mul i-Walled Ca bon Nano ubes on Human Spe ma ozoa . And ologia. 2017;49(9):e12741 .
doi:10 .1111/and .12741 .
17 . Lin YH, Zhuang SX, Wang YL e al . The E ec s o G aphene Quan um Do s on he Ma u a ion
o Mouse Oocy es and De elopmen o O sp ing . J Cell Physiol. 2019;234(8):13820–13831 .
doi:10 .1002/jcp .28062 .

145
18 . Lei R, Bai X, Chang Y e al . E ec s o Fulle enol Nanopa icles on Ra Oocy e Meiosis Resump ion .
In J Mol Sci. 2018;19(3):699 . doi:10 .3390/ijms19030699 .
19 . M dano ić J, Šolajić S, Bogdano ić V, S anko K, Bogdano ić G, Djo dje ic A . E ec s o Ful-
le enol C60(OH)24 on he F equency o Mic onuclei and Ch omosome Abe a ions in CHO-K1
Cells . Mu a Res Gene Toxicol En i on Mu agen. 2009;680(1–2):25–30 . doi:10 .1016/j .m gen ox
.2009 .08 .008 .
20 . Yada K, Ali SA, Mohan y AK, Mu husamy E, Subaha an K, Kaul G . MSN, MWCNT and ZnO
Nanopa icle-Induced CHO-K1 Cell Pola isa ion is Linked o Cy oskele on Abla ion . J Nanobio-
echnol. 2021;19(1):1–24 . doi:10 .1186/s12951-021-00779-7 .
21 . Ba iuskai e D, G ince iciu e N, Sni ka V . Impac o G aphene Oxide on Viabili y o Chinese
Hams e O a y and Mouse Hepa oma MH-22A Cells . Toxicol In Vi o. 2015;29(5):1195–1200 .
doi:10 .1016/j . i .2015 .05 .004 .
22 . Kim Y, Jeong J, Yang J, Joo SW, Hong J, Choi J . G aphene Oxide Nano-Bio In e ac ion Induces
Inhibi ion o Spe ma ogenesis and Dis u bance o Fa y Acid Me abolism in he Nema ode Caeno -
habdi is elegans . Toxicology. 2018;410:83–95 . doi:10 .1016/j . ox .2018 .09 .006 .
23 . Cha e jee N, Yang JS, Pa k K, Oh SM, Pa k J, Choi J . Sc eening o Toxic Po en ial o G aphene
Family Nanoma e ials Using In Vi o and Al e na i e In Vi o Toxici y Tes ing Sys ems . En i on
Heal h Toxicol. 2015;30:e2015007 . doi:10 .5620/eh .e2015007 .
24 . Zhao Y, Wu Q, Wang D . An Epigene ic Signal Encoded P o ec ion Mechanism is Ac i a ed by G a-
phene Oxide o Inhibi I s Induced Rep oduc i e Toxici y in Caeno habdi is elegans . Bioma e ials.
2016;79:15–24 . doi:10 .1016/j .bioma e ials .2015 .11 .052 .
25 . Kong C, Aziz AI, Kaka la AB, Kong I, Kong W . Toxici y E alua ion o G aphene and Poly(Lac ic-
-Acid) Using a Nema ode Model . Solid S a e Phenom. 2019;290:101–106 . doi:10 .4028/www
.scien i ic .ne /SSP .290 .101 .
26 . Ka pe a-Kaczma ek J, Kędzio ski A, Augus yniak-Jabłokow MA, Dziewięcka M, Augus yniak M .
Ch onic Toxici y o Nanodiamonds Can Dis u b De elopmen and Rep oduc ion o Ache a domes-
icus L . En i on Res. 2018;166:602–609 . doi:10 .1016/j .en es .2018 .05 .027 .
27 . Ma ins CHZ, de Sousa M, Fonseca LC, Ma inez DST, Al es OL . Biological E ec s o Oxidi-
zed Ca bon Nanoma e ials (1D Ve sus 2D) on Spodop e a ugipe da: Ma e ial Dimensionali y
In luences on he Insec De elopmen , Pe o mance and Nu i ional Physiology . Chemosphe e.
2019;215:766–774 . doi:10 .1016/j .chemosphe e .2018 .09 .178 .
28 . Philb ook NA, Walke VK, A ooz ARMN, Saleh NB, Winn LM . In es iga ing he E ec s o Func-
ionalized Ca bon Nano ubes on Rep oduc ion and De elopmen in D osophila melanogas e and
CD-1 Mice . Rep od Toxicol. 2011;32(4):442–448 . doi:10 .1016/j . ep o ox .2011 .09 .002 .
29 . P iyada sini S, Sahoo SK, Sahu S, Mukhe jee S, Ho a G, Mish a M . O al Adminis a ion o G aph-
ene Oxide Nano-Shee s Induces Oxida i e S ess, Geno oxici y, and Beha io al Te a ogenici y in
D osophila melanogas e . En i on Sci Pollu Res. 2019;26(19):19560–19574 . doi:10 .1007/s11356
-019-05357-x .
30 . Fang Y, Lu Z, Li M e al . An Assessmen o he Rep oduc i e Toxici y o GONPs Exposu e o Bom-
byx mo i . Eco oxicol En i on Sa . 2021;210:111888 . doi:10 .1016/j .ecoen .2020 .111888 .
31 . Mesa ič T, Sepčić K, D obne D e al . Spe m Exposu e o Ca bon-Based Nanoma e ials Causes
Abno mali ies in Ea ly De elopmen o Pu ple Sea U chin (Pa acen o us li idus) . Aqua Toxicol.
2015;163:158–166 . doi:10 .1016/j .aqua ox .2015 .04 .012 .
32 . Sumi N, Chi a KC . Fulle ene C60 Nanoma e ial Induced Oxida i e Imbalance in Gonads o he
F eshwa e Fish, Anabas es udineus (Bloch, 1792) . Aqua Toxicol. 2019;210:196–206 . doi:10 .1016/
j .aqua ox .2019 .03 .003 .
33 . Ca illo Y, To es-Dua e C, O iedo MJ, Hi a a GA, Hue a-Saque o A, Vazquez-Duhal R . Lipid
Pe oxida ion and P o ein Oxida ion Induced by Di e en Nanopa icles in Zeb a ish O gans . Appl
Ecol En i on Res. 2015;13(3):709–723 . doi:10 .15666/aee /1303_709723 .
146
34 . Chen P, Yang J, Wang R e al . G aphene Oxide Enhanced he Endoc ine Dis up ing E ec s o Bis-
phenol A in Adul Male Zeb a ish: In eg a ed Deep Lea ning and Me abolomics S udies . Sci To al
En i on. 2022;809:151103 . doi:10 .1016/j .sci o en .2021 .151103 .
35 . Dasmahapa a AK, Powe DK, Dasa i TPS, Tchounwou PB . Assessmen o Rep oduc i e and
De elopmen al E ec s o G aphene Oxide on Japanese Medaka (O yzias la ipes) . Chemosphe e.
2020;259:127221 . doi:10 .1016/j .chemosphe e .2020 .127221 .
36 . Deepa S, Mam a SK, Ani ha A, Sen hilkuma an B . Exposu e o Ca bon Nano ubes A ec s Tes-
is and B ain o Common Ca p . En i on Toxicol Pha macol. 2022;95:103957 . doi:10 .1016/
J .ETAP .2022 .103957 .
37 . Zhao J, Luo W, Xu Y, Ling J, Deng L . Po en ial Rep oduc i e Toxici y o Mul i-Walled Ca bon
Nano ubes and Thei Ch onic Exposu e E ec s on he G ow h and De elopmen o Xenopus opi-
calis . Sci To al En i on. 2021;766:142652 . doi:10 .1016/j .sci o en .2020 .142652 .
38 . Zhang D, Zhang Z, Wu Y e al . Sys ema ic E alua ion o G aphene Quan um Do Toxici y o Male
Mouse Sexual Beha io s, Rep oduc i e and O sp ing Heal h . Bioma e ials. 2019;194:215–232 .
doi:10 .1016/j .bioma e ials .2018 .12 .001 .
39 . Sko mand A, Jacobsen Lau ås A, Ch is ensen P, Vogel U, Sø ig Hougaa d K, Goe icke-Pesch
S . Pulmona y Exposu e o Ca bonaceous Nanoma e ials and Spe m Quali y . Pa Fib e Toxicol.
2018;15(1):1–12 . doi:10 .1186/s12989-018-0242-8 .
40 . Liang S, Xu S, Zhang D, He J, Chu M . Rep oduc i e Toxici y o Nanoscale G aphene Oxide in Male
Mice . Nano oxicology. 2015;9(1):92–105 . doi:10 .3109/17435390 .2014 .893380 .
41 . Fa shad O, Heida i R, Zami i MJ e al . Spe ma o oxic E ec s o Single-Walled and Mul i-Walled
Ca bon Nano ubes on Male Mice . F on Ve Sci. 2020;7:591558 . doi:10 .3389/ e s .2020 .591558 .
42 . Akha an O, Ghade i E, Hashemi E, Akba i E . Dose-Dependen E ec s o Nanoscale G aphene
Oxide on Rep oduc ion Capabili y o Mammals . Ca bon. 2015;95:309–317 . doi:10 .1016/j .ca bon
.2015 .08 .017 .
43 . Hougaa d KS, Jackson P, Kyjo ska ZO e al . E ec s o Lung Exposu e o Ca bon Nano ubes on
Female Fe ili y and P egnancy . A S udy in Mice . Rep od Toxicol. 2013;41:86–97 . doi:10 .1016/
j . ep o ox .2013 .05 .006 .
44 . Johansson HKL, Hansen JS, El ing B e al . Ai way Exposu e o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes
Dis up s he Female Rep oduc i e Cycle wi hou A ec ing P egnancy Ou comes in Mice . Pa
Fib e Toxicol. 2017;14:17 . doi:10 .1186/s12989-017-0197-1 .
45 . Na ional Toxicology P og am . Toxici y S udies o Fulle ene C60 (1 μm and 50 nm) Adminis e ed by
Nose-Only Inhala ion o Wis a Han [C l(Han)] Ra s and B6C3F1/N Mice . Toxic Rep Se . 2020;(87) .
doi:10 .22427/NTP-TOX-87 .
46 . Ni mal NK, Awas hi KK, John PJ . E ec s o Nano-G aphene Oxide on Tes is, Epididymis and Fe -
ili y o Wis a Ra s . Basic Clin Pha macol Toxicol. 2017;121(3):202–210 . doi:10 .1111/bcp .12782 .
47 . Ni mal NK, Awas hi KK, John PJ . E ec s o Hyd oxyl-Func ionalized Mul iwalled Ca bon
Nano ubes on Spe m Heal h and Tes es o Wis a Ra s . Toxicol Ind Heal h. 2017;33(6):519–529 .
doi:10 .1177/0748233716685661 .
48 . Fa ombi EO, Adeda a IA, Fo cados GE, Anao OO, Agbowo A, Pa lolla AK . Responses o Tes is,
Epididymis, and Spe m o Pube al Ra s Exposed o Func ionalized Mul iwalled Ca bon Nano ubes .
En i on Toxicol. 2016;31(5):543–551 . doi:10 .1002/ ox .22067 .
49 . Liu B, Campo EM, Bossing T . D osophila Emb yos as Model o Assess Cellula and De elop-
men al Toxici y o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes (MWCNT) in Li ing O ganisms . PLoS One.
2014;9(2):e88681 . doi:10 .1371/jou nal .pone .0088681 .
50 . Dziewięcka M, Flasz B, Ros -Roszkowska M, Kędzio ski A, Kochanowicz A, Augus yniak M .
G aphene Oxide as a New An h opogenic S ess Fac o – Mul igene a ional S udy a he Molecula ,
Cellula , Indi idual and Popula ion Le el o Ache a domes icus . J Haza d Ma e . 2020;396:122775 .
doi:10 .1016/j .jhazma .2020 .122775 .
147
51 . Ma ínez-Paz P, Neg i V, Es eban-A anz A, Ma ínez-Gui a e JL, Balles e os P, Mo ales M . E ec s
a Molecula Le el o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes (MWCNT) in Chi onomus ipa ius (Dip e-
a) Aqua ic La ae . Aqua Toxicol. 2019;209:42–48 . doi:10 .1016/j .aqua ox .2019 .01 .017 .
52 . Zhu B, Zhu S, Li J, Hui X, Wang GX . The De elopmen al Toxici y, Bioaccumula ion and Dis i-
bu ion o Oxidized Single-Walled Ca bon Nano ubes in A emia salina . Toxicol Res. 2018;7(5):
897–906 . doi:10 .1039/c8 x00084k .
53 . D’Amo a M, Camisasca A, Le ie i S, Gio dani S . Toxici y Assessmen o Ca bon Nanoma e ials in
Zeb a ish Du ing De elopmen . Nanoma e ials. 2017;7(12):414 . doi:10 .3390/nano7120414 .
54 . Yang X, Yang Q, Zheng G e al . De elopmen al Neu o oxici y and Immuno oxici y Induced by
G aph ene Oxide in Zeb a ish Emb yos . En i on Toxicol. 2019;34(4):415–423 . doi:10 .1002/
ox .22695 .
55 . Bangeppaga i M, Pa k SH, Kundapu RR, Lee SJ . G aphene Oxide Induces Ca dio ascula De ec s
in De eloping Zeb a ish (Danio e io) Emb yo Model: In-Vi o Toxici y Assessmen . Sci To al En i-
on. 2019;673:810–820 . doi:10 .1016/j .sci o en .2019 .04 .082 .
56 . Jawo ski S, S ojny-Cieślak B, Wie zbicki M e al . Compa ison o he Toxici y o P is ine G aphene
and G aphene Oxide, Using Fou Biological Models . Ma e ials. 2021;14(15):4250 . doi:10 .3390/
ma14154250 .
57 . Chen Y, Hu X, Sun J, Zhou Q . Speci ic Nano oxici y o G aphene Oxide Du ing Zeb a ish Emb yo-
genesis . Nano oxicology. 2016;10(1):42–52 . doi:10 .3109/17435390 .2015 .1005032 .
58 . Lopez RM, Whi e JR, T uong L, Tanguay RL . Size- and Oxida ion-Dependen Toxici y o G aph-
ene Oxide Nanoma e ials in Emb yonic Zeb a ish . Nanoma e ials. 2022;12(7):1050 . doi:10 .3390/
nano12071050 .
59 . Falinski MM, Ga land MA, Hashmi SM, Tanguay RL, Zimme man JB . Es ablishing S uc u e-
-P ope y-Haza d Rela ionships o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes: The Role o Agg ega ion, Su -
ace Cha ge, and Oxida i e S ess on Emb yonic Zeb a ish Mo ali y . Ca bon. 2019;155:587–600 .
doi:10 .1016/j .ca bon .2019 .08 .063 .
60 . Ma inez CS, Iga úa DE, Cza nowski I, Feas DA, Alonso S del V, P ie o MJ . Biological Respon-
se and De elopmen al Toxici y o Zeb a ish Emb yo and La ae Exposed o Mul i-Walled Ca -
bon Nano ubes wi h Di e en Dimension . Heliyon. 2019;5(8):e02308 . doi:10 .1016/j .heliyon .2019
.e02308 .
61 . Zhu X, Zhu L, Li Y, Duan Z, Chen W, Al a ez PJJ . De elopmen al Toxici y in Zeb a ish (Danio
e io) Emb yos A e Exposu e o Manu ac u ed Nanoma e ials: Buckmins e ulle ene Agg ega es
(nC60) and Fulle ol . En i on Toxicol Chem. 2007;26(5):976–979 . doi:10 .1897/06-583 .1 .
62 . Wang W, Zhao X, Ren X, Duan X . An agonis ic E ec s o Mul i-Walled Ca bon Nano ubes and
BDE-47 in Zeb a ish (Danio e io): Oxida i e S ess, Apop osis and DNA Damage . Aqua Toxicol.
2020;225:105546 . doi:10 .1016/j .aqua ox .2020 .105546 .
63 . Ju gelėnė Ž, Mon ydienė D, Šemčuk S e al . The Impac o Co-T ea men wi h G aphene Oxide
and Me al Mix u e on Salmo u a a Ea ly De elopmen S ages: The So p ion Capaci y and Po en-
ial Toxici y . Sci To al En i on. 2022;838:156525 . doi:10 .1016/j .sci o en .2022 .156525 .
64 . Sawosz E, Jawo ski S, Ku win M e al . Toxici y o P is ine G aphene in Expe imen s in a Chicken
Emb yo Model . In J Nanomedicine. 2014;9(1):3913–3922 . doi:10 .2147/IJN .S65633 .
65 . Szmid M, Sawosz E, U bańska K e al . Toxici y o Di e en Fo ms o G aphene in a Chicken
Emb yo Model . En i on Sci Pollu Res. 2016;23(19):19940–19948 . doi:10 .1007/s11356-016
-7178-z .
66 . Ku an owicz N, Sawosz E, Halik G e al . Toxici y S udies o Six Types o Ca bon Nanopa icles
in a Chicken-Emb yo Model . In J Nanomedicine. 2017;12:2887–2898 . doi:10 .2147/IJN .S131960 .
67 . Jawo ski S, Hinzmann M, Sawosz E e al . In e ac ion o Di e en Fo ms o G aphene wi h Chicken
Emb yo Red Blood Cells . En i on Sci Pollu Res. 2017;24(27):21671–21679 . doi:10 .1007/s11356
-017-9788-5 .
148
68 . Liu X, Zhang F, Wang Z, Zhang T, Teng C, Wang Z . Al e ed Gu Mic obiome Accompanying
wi h Placen a Ba ie Dys unc ion P og ams P egnan Complica ions in Mice Caused by G aphene
Oxide . Eco oxicol En i on Sa . 2021;207:111143 . doi:10 .1016/j .ecoen .2020 .111143 .
69 . Fuji ani T, Ohyama KI, Hi ose A, Nishimu a T, Nakae D, Oga a A . Te a ogenici y o Mul i-Wall
Ca bon Nano ube (MWCNT) in ICR Mice . J Toxicol Sci. 2012;37(1):81–89 . doi:10 .2131/j s .37 .81 .
70 . Fu C, Liu T, Li L, Liu H, Liang Q, Meng X . E ec s o G aphene Oxide on he De elopmen
o O sp ing Mice in Lac a ion Pe iod . Bioma e ials. 2015;40:23–31 . doi:10 .1016/j .bioma e i-
als .2014 .11 .014 .
71 . Cao Z, Su M, Wang H e al . Ca boxyl G aphene Oxide Nanopa icles Induce Neu ode elop-
men al De ec s and Locomo o Diso de s in Zeb a ish La ae . Chemosphe e. 2021;270:128611
. doi:10 .1016/j .chemosphe e .2020 .128611 .
PRAKTICKÁ ČÁST

[Document text truncated for crawler view.]