Fot. Selen czarny i czerwony (β), źródło: W. Oelen 

Selen został odkryty w 1817 r. jako produkt uboczny z syntezy kwasu siarkowego. Dowiedziono, że w ludzkim genomie jest 25 genów selenoproteinowych, czyli białek zawierających co najmniej jedną selenocysteinę. Selen odpowiada w nich za aktywność biochemiczną. Za toksycznością tego pierwiastka stoi jego forma w czwartym stopniu utlenienia (Se⁴⁺), nazywana selenitem. Ważne jest zatem, aby do ludzkich organizmów dostawało się go jak najmniej w takiej właśnie formie. Jednym ze sposobów na zmniejszenie toksyczności jest używanie selenu w formie nanocząstek. Rozwiązanie to umożliwiło przede wszystkim wykorzystanie go w medycynie. W wyniku przeprowadzonych na gryzoniach badań wykazano, że zastosowanie selenu w formie nanocząstek redukuje śmiertelność związaną z jego toksycznością nawet 4-krotnie. Co więcej, powoduje mniejsze uszkodzenie wątroby. Naukowcy podejrzewają, że kontrolowanie wzajemnego oddziaływania selenu o różnych stanach utlenienia po nanosieciowaniu stoi za zmniejszeniem jego toksyczności, jednak nie sformułowano jeszcze niepodważalnych dowodów na ten temat.

Głównym problemem związanym ze stosowaniem nanocząstek selenu jest ich słabe wchłanianie przez komórki. Podjęto znaczące próby przezwyciężenia tej bariery poprzez koniugację ligandów celujących w zewnętrzną powierzchnię nanocząstek. Stanowi to korzystną platformę dla terapii przeciwnowotworowej. Środki powierzchniowe kontrolują rozmiar, stabilność, poprawiają selektywność przeciwnowotworową, zwiększają wychwyt komórkowy, a także poprawiają biodostępność i aktywność biologiczną nanocząstek selenu. Wykazano, że wprowadzenie ligandów amfoterycznych, takich jak glikol polietylenowy (PEG), w znacznym stopniu wspomaga również ich syntezę. W innym badaniu nanocząstki selenu zostały połączone ze zsyntetyzowanym na zamówienie cyklicznym peptydem, który wykazał zwiększoną przenikalność w linii komórkowej gruczolakoraka jajnika. Z badań tych wynika, że nanocząstki selenu mogą być też potencjalnie stosowane jako nanonarzędzia do dostarczania różnie naładowanych biomolekuł i leków przeciwnowotworowych.

Niezbadany pozostaje wciąż wpływ nanoczastek selenu na farmakokinetykę i farmakodynamikę selenoprotein, dlatego na tym aktualnie skupiają się naukowcy. Przeprowadzono wiele badań, ale żadne z nich nie udowodniło wpływu nanocząstek na selenoproteiny. Nie przeszkodziło to jednak w prowadzeniu badań nad skutecznością nanocząstek w leczeniu chorób. Selen bowiem charakteryzuje się właściwościami antyoksydacyjnymi, wykazuje również skuteczność w zwalczaniu nowotworów. Wykorzystuje się go w terapii takich chorób, jak: cukrzyca, włóknienie wątroby, stany zapalne, a także przeciwdziałaniu niepożądanym toksycznym skutkom zażywania leków.

Nanocząstki selenu okazały się przydatne w walce z problemem lekooporności oraz łagodzeniu toksyczności związanej ze stosowaniem chemioterapeutyków. Stanowią one doskonałą platformę do przenoszenia chemioterapeutyków do miejsca docelowego, a dodatkowo wykazują zróżnicowaną aktywność wobec komórek złośliwych i prawidłowych. Komórki złośliwe mają kwaśne pH i zaburzoną równowagę redoks. Takie mikrośrodowisko komórek złośliwych warunkuje prooksydacyjną konwersję nanocząstek selenu, co powoduje dalsze powstawanie wolnych rodników, które uszkadzają te komórki. Różnica ta prowadzi do zmniejszenia toksyczności nanocząstek selenu w stosunku do komórek prawidłowych.

Jednym z najszerzej stosowanych leków przeciwnowotworowych jest cisplatyna, która charakteryzuje się dużą nefro- i genotoksycznością. Dawkowanie tego terapeutyku w połączeniu z nanocząstkami selenu spowodowało znaczne obniżenie toksyczności, podobnie jak w przypadku tyrotoksyczności chromu oraz anastrozoli (leków stosowanych w chorobach hormonalnych). Badany był również wpływ nanocząstek selenu na nefropatię cukrzycową i ten okazał się korzystny, jednak nie wykazano zależności tego efektu od dawki nanocząstek.

Nanocząstki selenu wykazują ponadto działanie antybakteryjne. Skutecznie spowalniają wzrost bakterii. Opracowany został nawet specjalny papier do wycierania rąk, pokryty nanocząstkami selenu. Taki zabieg skutkuje znacznym zahamowaniem wzrostu bakterii gram-dodatnich i gram-ujemnych, co może być wykorzystane do produkcji papieru używanego w szpitalach lub innych miejscach o wzmożonym rygorze higienicznym.