Forskere finder, at eksponering for nanopartikler kan true hjertesundheden

Nanopartikler, ekstremt små partikler målt i milliardtedele af en meter, er i stigende grad overalt, og især i biomedicinske produkter. Deres toksicitet er blevet undersøgt i generelle termer, men nu har et hold israelske forskere for første gang fundet ud af, at eksponeringsnanopartikler (NP'er) af siliciumdioxid (SiO2) kan spille en stor rolle i udviklingen af ​​hjerte-kar-sygdomme, når NP krydser vævs- og cellebarrierer og også finder vej ind i kredsløbssystemet. Deres undersøgelse er offentliggjort i december 2014-udgaven af ​​Environmental Toxicology.

Forskerholdet bestod af forskere fra Technion Rappaport Fakultet for Medicin, Rambam Medical Center, og Center of Excellence in Exposure Science and Environmental Health (TCEEH).

"Miljøeksponering for nanopartikler er ved at blive uundgåelig på grund af den hurtige udvidelse af nanoteknologi, " siger undersøgelsens hovedforfatter, Prof. Michael Aviram, ved Technion Det Medicinske Fakultet, "Denne eksponering kan være særligt kronisk for dem, der er ansat i forskningslaboratorier og i højteknologisk industri, hvor arbejdere håndterer, fremstille, brug og bortskaffelse af nanopartikler. Produkter, der bruger silica-baserede nanopartikler til biomedicinsk brug, såsom forskellige chips, lægemiddel- eller genlevering og sporing, billeddannelse, ultralydsbehandling, og diagnostik, kan også udgøre en øget kardiovaskulær risiko for forbrugerne."

I dette studie, forskere udsatte dyrkede laboratoriemuseceller, der ligner arterievægscellerne, for NP'er af siliciumdioxid og undersøgte virkningerne. SiO2 NP'er er toksiske for og har betydelige negative virkninger på makrofager. en type hvide blodlegemer, der optager lipider, fører til udvikling af aterosklerotisk læsion og deraf følgende kardiovaskulære hændelser, såsom hjerteanfald eller slagtilfælde. Makrofager akkumuleres i arterievæggen under aterogene forhold som forhøjet kolesterol, triglycerider, oxidativ stress – omdannes til lipider, eller ladede "skumceller", som, på tur, fremskynde udviklingen af ​​åreforkalkning.

"Ophobning af makrofagskumceller i arterievæggen er en nøglecelletype i udviklingen af ​​åreforkalkning, som er en inflammatorisk sygdom," siger medforfatter Dr. Lauren Petrick. "Målene med vores undersøgelse var at få yderligere indsigt i den kardiovaskulære risiko forbundet med siliciumdioxid nanopartikeleksponering og opdage mekanismerne bag Si02's inducerede aterogene virkninger på makrofager. Vi ønskede også at bruge nanopartikler som en model for eksponering for ultrafine partikler (UFP) som risikofaktorer for hjertekarsygdomme."

Både NP'er og UFP'er kan inhaleres og inducere negative biologiske effekter. Imidlertid, indtil denne undersøgelse, deres effekt på udviklingen af ​​åreforkalkning har stort set været ukendt. Her, forskere har for første gang opdaget, at toksiciteten af ​​siliciumdioxidnanopartikler har en "betydelig og væsentlig effekt på ophobningen af ​​triglycerider i makrofagerne, "ved alle analyserede eksponeringskoncentrationer, og at de også "øger oxidativt stress og toksicitet."

En nylig opdatering fra American Heart Association antydede også, at "fine partikler" i luftforurening fører til forhøjet risiko for hjerte-kar-sygdomme. Imidlertid, der var behov for mere forskning for at undersøge, hvilken rolle "ultrafine partikler" (som er meget mindre end "fine partikler") på ateroskleroseudvikling og kardiovaskulær risiko.

"Antallet af nano-baserede forbrugerprodukter er steget tusind gange i de seneste år, med et anslået verdensmarked på 3 billioner USD i år 2020, " konkluderer forskerne. "Denne virkelighed fører til øget menneskelig eksponering og interaktion af silica-baserede nanopartikler med biologiske systemer. Fordi vores forskning viser en klar kardiovaskulær sundhedsrisiko forbundet med denne tendens, der skal tages skridt for at sikre, at potentielle sundheds- og miljørisici behandles samtidig med, at nanoteknologien udvikles.