Foto: Kvindelig laborant

TiO2-nanopartiklers størrelse og samlede overfladeareal afgørende for lungerespons

Oprettet den 9. mar 2015 - Foto: Mikkel Østergaard

Størrelsen og det samlede overfladeareal af titaniumdioxid nanopartikler har stor betydning for responset i lungerne på mus målt som genekspressionen, viser ny forskning.

Små partikler har større effekt

Nanopartiklernes størrelse og totale overfladeareal har betydning for den reaktion, der sker, når mus får titaniumdioxid nanopartikler ned i lungerne. Det viser en undersøgelse af fire titaniumdioxid partikler med forskellige størrelser og overfladebelægninger. Ulla Vogel er professor i nanosikkerhed ved NFA, leder af Dansk Center for Nanosikkerhed og en af forskerne bag undersøgelsen. Hun siger:

”Responset i lungerne på små og store partikler var overordnet set meget ens. Det, der betød mest for lungeresponset, var partiklernes samlede overfladeareal. De små titaniumdioxid nanopartikler havde samlet set et stort totalt overfladeareal, og de påvirkede genekspressionen - dvs. den måde, en celles gener udtrykkes på - i lungevæv fra mus langt mere, end større titaniumdioxid nanopartikler med et mindre samlet overfladeareal. Det er vigtigt viden, som bidrager til at afklare, om man faremæssigt skal betragte alle titaniumdioxid nanopartikler ens, eller om de skal underinddeles i grupper”.

Samme mekanisme uanset partiklernes størrelse og overflade

Helt overordnet ser det ud til, at titaniumdioxid nanopartiklerne påvirker cellerne i lungevævet på samme måde. 

”De partikler, vi har undersøgt, udløser overordnet set samme biologiske reaktioner i cellerne i lungevævet fra mus, uanset at de har forskellig størrelse og type af overflade. Så det tyder på, at alle titaniumdioxid nanopartikler udløser de samme specifikke mekanismer i lungerne på mus”, siger Ulla Vogel.

Mindre lungerespons af slibestøv fra maling

Påvirkning af slibestøv fra maling med og uden nanopartikler udløste et meget mindre respons i lungerne på mus end de frie nanopartikler.

Kort om undersøgelsen

Formålet var, at

  • undersøge ændringer i gener og forekomsten af forskellige proteiner i lungevæv, som bliver udløst, når forskellige typer af titaniumdioxid nanopartikler samt partikler fra maling tilsat titaniumdioxid nanopartikler bliver deponeret i lungerne på mus
  • få ny viden om mekanismerne bag disse ændringer
  • identificere hvilke fysisk-kemiske egenskaber der kan forudsige det biologiske respons

Fire typer af ’rene’ titaniumdioxid nanopartikler samt fire prøver af slibestøv fra maling med og uden titaniumdioxid nanopartikler indgik i undersøgelsen. Mus fik forskellige doser af partikler eller slibestøv ned i lungerne. Genekspressionen i væv fra musenes lunger blev undersøgt hhv. 1 og 28 dage efter, de blev udsat for partiklerne, og ændringerne blev efterfølgende analyseret.

Læs den videnskabelige artikel

Halappanavar S, Saber AT, Decan N, Jensen KA, Wu D, Jacobsen NR, Guo C, Rogowski J, Koponen IK, Levin M, Madsen AM, Atluri R, Snitka V, Birkedal RK, Rickerby D, Williams A, Wallin H, Yauk CL & Vogel U. Transcriptional Profiling Identifies Physicochemical Properties of Nanomaterials That Are Determinants of the In Vivo Pulmonary Response. Environmental and Molecular Mutagenesis. Epub ahead of print. DOI 10.1002/em.21936.

Fakta om undersøgelsen

  • Undersøgelsen er gennemført af Dansk Center for Nanosikkerhed.
  • Arbejdsmiljøforskningsfonden støtter Dansk Center for Nanosikkerhed økonomisk.

 

Yderligere oplysninger

Professor Ulla Vogel, Dansk Center for Nanosikkerhed på NFA