Fulereny. Biologiczna rewolucja vs. Syntetyczna precyzja. Kto zwycięży w wyścigu nanotechnologii?

Ewa Kłodzińska, dr hab., specjalistka chemii analitycznej i instrumentalnej, biegła sądowa, naukowiec w obszarach diagnostyki, mikrobiologii, metabolomiki i technik separacyjnych

Krzysztof Gojdź, dr n. med., lek. medycyny estetycznej, wykładowca, ekspert anti-aging, promotor holistycznego podejścia do zdrowia i urody

Fulereny to unikalne struktury węglowe o kształcie kulistym, cylindrycznym lub elipsoidalnym, składające się z pierścieni pięcio- i sześcioczłonowych. W świecie nanomateriałów fulereny – klatkowe cząsteczki węgla, odkryte w 1985 r., budzą zachwyt jak kosmiczne diamenty ze względu na ich niezwykłe właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne. Gdy nauka próbuje je „uczynić biologicznymi”, rodzi się pytanie: Czy fulereny z biomasy mogą konkurować z precyzyjnie wytwarzanymi syntetykami? Biologiczne fulereny to termin oznaczający struktury powstałe w zaawansowanym procesie biotechnologicznym biomasy roślinnej, stanowiące nową klasę naturalnych cząsteczek przypominających fulereny o wysokim potencjale antyoksydacyjnym.

FULERENY SYNTETYCZNE

Są wytwarzane w laboratoriach za pomocą takich metod, jak:

• łuk elektryczny – odparowanie grafitu w obecności gazu obojętnego (np. helu),
• spalanie węglowodorów – kontrolowane spalanie związków organicznych w warunkach niedoboru tlenu,
• metody chemiczne – synteza organiczna z prekursorów węglowych.

Charakteryzują się wysoką czystością strukturalną, stabilnością chemiczną i termiczną, dobrymi właściwościami przewodzącymi i półprzewodnikowymi oraz mają zdolność do tworzenia kompleksów z metalami.

Wykorzystywane są w nanotechnologii jako nośniki leków, składniki nanourządzeń, w elektronice – w tranzystorach molekularnych i ogniwach słonecznych, oraz w medycynie – jako antyoksydanty, środki przeciwnowotworowe.

FULERENY BIOLOGICZNE

Fulereny biologiczne (naturalne), ze szczególnym uwzględnieniem preparatu AURONN^®, który jest jedynym i zarejestrowanym biologicznym fulerenem przebadanym przez Polską Akademię Nauk.

AURONN^® to unikalna forma biologicznego fulerenu, która występuje w przyrodzie bardzo rzadko. Fulereny tego typu wykryto m.in. w minerałach, materiałach kosmicznych (meteoryty, pył międzygwiezdny), organizmach żywych. Niektóre badania sugerują ich obecność w roślinach i bakteriach. Charakteryzują się mniejszą kontrolą strukturalną niż w fulerenach syntetycznych, ale mają potencjalnie lepszą biokompatybilność.

Wykorzystywane są w biomedycynie – badania nad ich rolą w naturalnych systemach antyoksydacyjnych, a co za tym idzie – przeciwstarzeniowych, ponieważ neutralizują wolne rodniki, chroniąc komórki przed stresem oksydacyjnym. Przykładowo, udowodniono, iż C₆₀ w oliwie z oliwek (badanie na szczurach, 2012) – wydłużył życie o 90%.

Fulereny z ekstraktów roślinnych (np. C₆₀-kurkumina) mogą działać synergistycznie, wzmacniając efekt przeciwzapalny.

Biologiczne fulereny, w tym preparat AURONN^®, mogą być wykorzystywane w terapiach przeciwwirusowych i przeciwbakteryjnych, chorobach neurodegeneracyjnych. Potwierdzona jest również ich skuteczność w neuroprotekcji (alzheimer, parkinson), ponieważ modyfikowane flawonoidami (np. C_⁶⁰-kwercetyna) mogą hamować agregację białek tau i amyloidu β. Eksperymenty na myszach wykazały, że syntetyczny C_⁶⁰ (OH)₂₄ zmniejszał stany zapalne w mózgu, ale „biologiczne-fulereny” nie były jeszcze testowane. Takie badania są w trakcie realizacji przez zespół AURONN^®, kierowany przez dr hab. Ewę Kłodzińską. Hybrydy fulerenów z naturalnymi związkami (np. C₆₀-chitozan) badane są pod kątem zwalczania wirusów (HIV, HSV) i bakterii opornych na antybiotyki. Fulereny mogą bowiem uszkadzać błony komórkowe patogenów, blokować białka wirusowe (np. proteazy HIV). Biologiczne fulereny nie są syntetycznymi fulerenami C₆₀, lecz stanowią mieszaninę naturalnych form węgla aktywowanego, zawierających m.in. struktury sferyczne, przypominające fulereny, oraz liczne aglomeraty grafitopodobne. Surowiec AURONN^® zawiera dodatkowo krzemionkę i ponad 30 naturalnych pierwiastków śladowych, które są niezbędne dla metabolizmu komórkowego. Ta kompleksowa struktura przekłada się na wysoką aktywność elektronową, co z kolei zwiększa potencjał antyoksydacyjny preparatów biologicznych fulerenów (AURONN^®). Co ważne, każda struktura fulerenopodobna wykazuje właściwości antyoksydacyjne. Preparat AURONN^® oparty na węglu aktywowanym o tych właściwościach jest zgodny z wymaganiami dopuszczeniowymi FDA, EFSA oraz GIS, ponieważ nie zawiera syntetycznych fulerenów C₆₀, lecz opiera się na naturalnym pierwiastku – węglu, wymienionym w układzie okresowym pierwiastków. Fuleren nie jest odrębnym związkiem chemicznym ani pierwiastkiem, wobec czego nie znajduje się na listach substancji zakazanych ani ograniczonych, tak jak preparaty zawierające synteBiologiczne fulereny AURONN^® zostały przebadane przez Polską Akademię Nauk. Jak już wspomniano, dzięki swojej budowie biologiczne fulereny (AURONN^®) wykazują zdolność do wiązania i neutralizacji wolnych rodników tlenowych (ROS).

W testach laboratoryjnych potwierdzono, że preparat AURONN^® znacząco zwiększa aktywność elektrolityczną roztworu, co przekłada się na szybszą redystrybucję elektronów i skuteczniejsze wspomaganie szlaków komórkowej detoksykacji (np. przez aktywację Nrf2). Unikalna obecność krzemionki oraz pierwiastków śladowych w preparacie AURONN^® może dodatkowo wspierać procesy regeneracyjne. Wstępne badania wskazują także na możliwość zastosowania preparatu w terapiach wspierających mikrokrążenie oraz zmniejszanie stanów zapalnych, m.in. skóry.

PODSUMOWANIE

W odróżnieniu od syntetycznych fulerenów, których zastosowanie jest ograniczone ze względu na brak jednoznacznego profilu bezpieczeństwa, biologiczne fulereny zyskują na znaczeniu jako surowce nie tylko efektywne, ale i zgodne z regulacjami prawnymi Unii Europejskiej. Zawarta w AURONN^® dodatkowo mieszanka pierwiastków śladowych nie tylko zwiększa biodostępność, ale również może wspierać homeostazę jonową w komórkach, w tym skóry. Efekty obserwowane w badaniach in vitro i pilotażowych zastosowaniach sugerują, że preparat ten może stanowić alternatywę dla tradycyjnych antyoksydantów wykorzystywanych w kosmetologii estetycznej, takich jak witamina C czy koenzym Q10. Kto wie, może już niebawem biologiczne fulereny zaskoczą nas wszystkich? Ze względu na szerokie spektrum działania oraz profil bezpieczeństwa, biologiczne fulereny zasługują na dalsze badania i rozwój jako substancje aktywne w preparatach funkcjonalnych nowej generacji. tyczne fulereny C₆₀ w Europie. 

Kosmetologia Estetyczna - Link do artykułu