Kohlenstoff-Nanopartikel brechen Barrieren - nicht unbedingt eine gute Sache

Die Auswirkungen von Kohlenstoff-Nanopartikeln (CNPs) auf lebende Zellen werden in einer Studie untersucht, die von Forschern der Schulen für Wissenschaft und Medizin an der Indiana University-Purdue University Indianapolis durchgeführt wurde. Diese Studie ist eine der ersten, die Konzentrationen dieser winzigen Partikel untersucht, die niedrig genug sind, um die tatsächliche Exposition einer normalen Person zu imitieren. Die Studie wurde in der Ausgabe vom September 2011 veröffentlicht Journal Nanotoxikologieund finanziert durch das National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health.
Die Auswirkungen der Exposition gegenüber Kohlenstoffnanopartikeln auf den menschlichen Körper - winzige Chemikalien mit extrem schnell wachsenden Anwendungen in der Elektronik, Medizin und vielen anderen Bereichen - werden gerade erst gezeigt. Die Exposition auf der Ebene, die von den IUPUI-Ermittlern untersucht wurde, ist fast dieselbe wie wenn Gegenstände wie Fernsehgeräte oder Computermonitore, die CNPs enthalten, nicht ordnungsgemäß entsorgt werden, wenn sie in der Nähe einer CNP-Produktionsstätte leben oder mit CNPs arbeiten.
Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf der Untersuchung der Wirkung einer CNP-Exposition bei niedriger Konzentration auf die Zellen, die das Nierennephron auskleiden, eine röhrenförmige Struktur in der Niere, die Urin produziert. Sie entdeckten die Rolle der CNPs in diesem Bereich des Körpers als erheblich und potentiell beunruhigend.
Führende Autorin Bonnie Blazer-Yost, Ph.D., Professorin für Biologie an der School of Science an der IUPUI und außerordentliche Professorin für Zelluläre und Integrative Physiologie sowie für Anatomie und Zellbiologie an der IU School of Medicine, sagte:

Im Gegensatz zu vielen anderen Studien haben wir niedrige Konzentrationen von CNPs verwendet, die typisch dafür sind, was im Körper nach der Einnahme durch Umweltverschmutzung oder sogar durch das Atmen von Luft mit CNPs auftreten könnte.
Das Durchbrechen dieser biologischen Barriere betrifft uns, weil Dinge, die im sich bildenden Urin zurückgehalten werden sollen, in den Blutstrom zurückgelangen können und Dinge im Blut in den Urin gelangen können. Normale biologische Substanzen sowie Abfallprodukte sind gefährlich, wenn sie dorthin gehen, wo sie nicht sein sollen.

Korrespondierender Autor Frank Witzmann, Professor für zelluläre und integrative Physiologie und für Biochemie und Molekularbiologie an der IU School of Medicine und außerordentlicher Professor für Biologie an der School of Science, erklärte:

"Diese CNPs töten keine Zellen - also sind sie nicht tödlich, aber sie beeinflussen Zellen, und in diesem Fall ist es ein negativer Effekt."

Biologische Barrieren sind extrem wichtig für die menschliche Gesundheit. Die am besten verstandene ist die Haut, aber es gibt mehrere andere. Witzmann fuhr fort:

"Der menschliche Körper braucht intakte Barrieren, seien es Haut, Atemwege, Darmwände oder die Nierenzellen, die wir in dieser Studie untersucht haben. Wir müssen besser verstehen, wie CNPs die Eigenschaften von Barrieren verändern und verändern, wenn diese winzigen Partikel entstehen häufiger in der Luft, die wir atmen. "

Die Forscher stellen fest, dass diese Partikel, die bemerkenswert stark sind und nur unter einem Elektronenmikroskop sichtbar sind, hilfreiche Funktionen erfüllen, einschließlich Rollen bei der Arzneimittelabgabe, und sie sind für mehrere Fortschritte in der Elektronik verantwortlich, wie die bemerkenswerten Farben, die auf Plasmafernsehern und Computermonitoren beobachtet werden . Sie sind besorgt darüber, dass CNPs in die Luft und in die Umwelt und letztlich in den menschlichen Körper gelangen, weil sie nicht ordnungsgemäß entsorgt werden oder dass Produkte hergestellt werden, die die Partikel enthalten.

Diese Untersuchung ist Teil der größeren Untersuchung des Teams, in der die Wirkung von CNPs auf Barrieren im gesamten Körper einschließlich der Atemwege und des Dickdarms untersucht wird.
Witzmann erklärte:

"An diesem Punkt wissen wir, dass CNPs viele positive Eigenschaften haben, aber auch potentielle Risiken darstellen. Diese Partikel sind so klein, dass sie, wenn wir in verschiedene Organe oder Systeme gelangen, an viele Dinge binden können. Wir müssen weiter untersuchen, wie sie aussehen in verschiedenen Teilen des Körpers, wie sie die Proteinexpression beeinflussen, und was sie tun, wenn sie eine Barriere überwinden oder ausgeschieden werden. "

Blazer-Yost sagte:

"Die Untersuchung der zellulären Veränderungen in der Urin-Blut-Schranke in der Niere, die durch wiederholte Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen von CNP verursacht wird, ist der erste Schritt zum Verständnis des Angriffs auf den menschlichen Körper durch eine unbeabsichtigte Exposition gegenüber CNPs, aber es ist ein wichtiger."

Co-Autor Adam Amos führte einige der Hauptarbeiten durch, die zu dieser Untersuchung während eines fünfsemestrigen intensiven Studiums im Blazer-Yost-Labor an der School of Science beigetragen hatten. Derzeit besucht er die IU School of Medicine. Die Arbeit wurde im Rahmen des Ph.D. Doktorarbeit von Amiraj Banga.
Geschrieben von Grace Rattue