Nanopartikler giver dna-skader

Nanostrukturen C60-fullerene er et molekyle, der består af 60 kulstof-atomer, arrangeret i samme form som en fodbold. C60-partiklerne kan komme ind i vores krop på flere måder - og det ser ifølge ny dansk forskning ud til at være skidt.(Foto: dra_schwartz)

Tøj, cykeldele, solcreme, maling, strømper, golfkøller, bilvoks, rynkecreme.

Nanopartikler rykker ind i en lang række produkter i vores hverdag, og det kan ende med at sætte sig tydelige spor i vores helbred.

To af de mest udbredte nanomaterialer viser sig nu at kunne ødelægge dna og på den måde måske også øge risikoen for alvorlige sygdomme som kræft og hjertekarsygdomme. Nanopartiklerne kan samtidig sætte gang i åreforkalkning.

Sådan lyder meldingen fra forskere fra Københavns Universitet, som har lavet forsøg på mus og rotter.

»Vi kan sige, at nanopartiklerne har iboende egenskaber, der gør, at vi må betragte dem som farlige. Vi er især bekymret for kræft og hjertekarsygdomme, men jeg kan ikke sige noget om, hvor stor risikoen er. Så skal man kende eksponeringen, og i øjeblikket ved vi reelt intet om, hvor meget mennesker bliver eksponeret for nanopartikler,« forklarer Peter Møller, lektor i miljømedicin på Institut for Folkesundhedsvidenskabs Afdeling for Miljø og Sundhed.

Nanopartikler direkte i maven

NÆRKONTAKT MED NANO

C60-fullerener bliver brugt i kosmetik og kan sandsynligvis også bruges til at sende medicin rundt til de rigtige steder i kroppen. Single-walled carbon nanotubes (enkeltvæggede kulstof-nanorør) er et stærkt materiale, som kan bruges i bl.a. cykler, tennisketsjere og golfkøller. Vi ved endnu ikke, hvad der sker, når vi kasserer produkter med nanopartikler - hvor lang tid de eksisterer, om de bliver nedbrudt eller opløst, eller om de svæver af sted i luften som f.eks. dieseludstødningspartikler. Frygten er, at de ophober sig i kroppen, bl.a. i maven, fordi fimrehår i luftvejene opfanger snavs fra luften, som vi hoster op og derefter synker.

Peter Møller og en håndfuld kolleger har undersøgt, hvordan mus og rotter reagerer på nanopartikler af typerne C60-fullerener (formet som fodbolde) og 'single-walled carbon nanotubes' (formet som aflange rør - se illustrationsvideo i bunden af artiklen).

I det ene studium blev rotter fodret med begge slags nanopartikler ved hjælp af en opløsning i saltvand eller olie. Efter 24 timer blev rotterne slået ned, og lever, lunge og tyktarm blev undersøgt. Analyserne viste skader på lunge- og lever-dna, fremkaldt af ødelæggende molekyler kaldet frie radikaler, som blev dannet af nanopartiklerne. Tyktarmen viste ingen tegn på skade.

»Vi fandt oksidative dna-skader i både lever og lunger, men ingen effekt i tyktarmscellerne, og det overraskede os lidt, fordi det meste nanomateriale passerer den vej igennem,« siger Peter Møller.

En forklaring kan ifølge Peter Møller være, at tyktarmsceller bliver udskiftet hurtigere end celler i lever og lunge, men det er for nu kun en hypotese.

Resultatet er offentliggjort i tidsskriftet Environmental Health Perspectives.

Åreforkalkning i den jævne danske mand

I det andet studium fik mus sprøjtet C60-fullerener ind i bughulen for at se, hvor gode blodkarrene ville være til at trække sig sammen og slappe af igen, når de bliver udsat for nanopartikler.

Musene var i forvejen genetisk ændret, så de manglede et protein, som er involveret i omsætningen af fedtstoffer. Det betød, at de bl.a. havde et højt kolesterolindhold i blodet. Peter Møller kalder dem »en fin model for den jævne, danske mand«.

Forsøget viser, at C60-fullerener ikke skader dna, men de ser til gengæld ud til at øge risikoen for åreforkalkning.

»Vi har fundet ud af, at musene ret akut efter en enkelt indsprøjtning har mindre evne til at afslappe deres aorta og deres blodkar. Vi har en teori om, at det er et skridt på vejen i udviklingen af åreforkalkning. Jeg vil sige det sådan, at hvis jeg fik at vide, at mine blodkar var dårlige til at slappe af, ville jeg være bekymret,« siger Peter Møller.

Resultatet er offentliggjort i tidsskriftet Particle and Fibre Toxicology.

Dieselpartikler mere farlige

De to studier er lavet efter et særligt design, så forskerne kan sammenligne resultaterne direkte med tidligere studier, hvor mus og rotter er blevet fodret med partikler, der kommer fra dieseludstødning.

VIDSTE DU

'Nano' af afledt af det græske ord for 'dværg' og betyder en milliardtedel - 10(-9) - af en enhed. En nanometer (nm) er f.eks. 0.000,000,001 meter. En struktur er nanostørrelse, når den er fra 0,1 til 100 nm. Nanomaterialer er generelt attraktive at bruge, fordi de i forhold til traditionelle materialer er stærkere, mere robuste og kan trænge dybere ind i en overflade - f.eks. menneskets hud.

Sammenligningen mellem nanopartikler og dieseludstødningspartikler viser, at nanopartikler generelt virker mindre kraftigt på dna end dieseludstødningspartikler, men at de to slags partikler påvirker dna på samme måde.

»Derfor må det også forventes, at nanopartikler giver de samme sygdomme som dieseludstødningspartikler, hvilket vil sige primært cancer og hjertekarsygdomme,« forklarer Peter Møller.

Peter Møller taler 'kun' om bekymringer for og forventninger til nanopartiklernes effekt på mennesker, fordi forskerne har begrundet formodning om - og ikke sikkerhed for - at mennesker reagerer på samme måde på nanopartikler som dyr. Samtidig er omfanget af den skadelige effekt af nanomaterialer afhængig af, hvor mange partikler et menneske bliver udsat for.

På Jagtvej i 100 dage

I forsøgene på Københavns Universitet blev både rotter og mus udsat for en koncentreret dosis nanopartikler, der groft sagt svarer til, hvad man ville blive udsat for af dieselpartikler, hvis man opholder sig i 100 dage på Jagtvej i København.

Ifølge en undersøgelse fra Miljøstyrelsen var omkring 250 produkter markedsført med nanomaterialer på det danske marked allerede i 2006. Det drejede sig om bl.a. køleskabe, luftrensere, vaskemaskiner, høreapparater og displays på videoer, mobiltelefoner og fjernsyn.

For hovedparten af produkterne var det ikke muligt for Miljøstyrelsen at få oplysninger, hvilke konkrete stoffer der var tale om.

 

Links

Peter Møllers profil (KU) Artiklen 'Oxidatively Damaged DNA in Rats Exposed by Oral Gavage to C60 Fullerenes and Single-Walled Carbon Nanotubes' (Environ Health Perspect 117:703-708 (2009). doi:10.1289/ehp.11922) (pdf) Artiklen ‘Modest vasomotor dysfunction induced by low doses of C60 fullerenes in apolipoprotein E knockout mice with different degree of atherosclerosis' (Particle and Fibre Toxicology 2009, 6:5doi:10.1186/1743-8977-6-5) Rapporten 'Kortlægning af produkter der indeholder nanopartikler eller er baseret på nanoteknologi' (Miljøstyrelsen) Læs også på videnskab.dk: Nanoteknologi for begyndere Din creme kan give allergi Trafik-os tager vejret fra danske småbørn Nanopartikler i kosmetik er for store til ny EU-mærkning Nanobure skal forbedre benzinøkonomi Nanomaterialer skal slanke fly og biler Nanoteknologi giver os syngende slips Nanoteknologi i praksis Nanoteknologi kan tæmme vinden og solstrålerne Hashrygning ødelægger dit dna Dansk forsker: Eksplosivt nanomateriale fundet i støvet fra World Trade Center

Nanomaterialer nu og i fremtiden Begrebet nanomaterialer dækker over en række forskellige stoffer med forskellige egenskaber, ligesom man kender det fra kemikalier. Derfor siger undersøgelser kun noget om risikoen ved lige præcis den slags nanomaterialer, de har undersøgt og ikke de andre, som bliver fremstillet i industrien. Miljøstyrelsen gennem sine undersøgelser kendskab til omkring ti nanostoffer, som går igen i produkter på det danske marked. Ifølge specialkonsulent Poul Bo Larsen forventer man, at C60-fullerener og single-walled carbon nanotubes fremover vil have mange forskellige anvendelsesmuligheder. Miljøstyrelsen er især interesseret i at holde øje med produkter, som kan udsætte mennesker for et stort antal nanopartikler. Det gælder for eksempel kosmetik, hvor partiklerne bliver smurt på huden, og sprayprodukter, som kan betyde, at mennesker indånder partiklerne direkte. Forskere forsøger at følge med industrien Forskere over hele verden er i gang med et utal af projekter, som skal kortlægge miljø- og sundhedsrisikoen ved nanomaterialer i takt med, at industrien eksperimenterer mere og mere med nanoteknologi i sine produkter. Blandt de aktive er forskere ved Roskilde Universitet (RUC), Danmarks Tekniske Universitet (DTU) og Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA). Tidligere undersøgelser har bl.a. antydet, at karbon-nanorør har asbestlignende egenskaber, som skaber lungesygdomme. Nanoteknologi har et kæmpepotentiale og vil i fremtiden blive brugt i bl.a. elektronik, rengøringsmidler, emballage og lægemidler. Ifølge Institut for Miljø, Samfund og Rumlig Forandring på Roskilde Universitet vil verdensmarkedet for nanoprodukter i 2015 formentlig udgøre 1.000 milliarder dollar.

Video-grafik af en C60-fullerene, som bliver trukket gennem et carbon-nanotube