Kulstofnanorør, der er meget forskellige, har næsten samme effekter på mus

Såkaldte flervæggede kulstofnanorør varierer meget fysisk og kemisk. Det gælder fx deres længde, diameter, overfladeareal og behandlingen af overfladen med andre stoffer. Derudover indeholder kulstofnanorør metalurenheder fra produktionen, og både mængde og type af urenheder varierer fra produkt til produkt. På trods af de store forskelle ser det ud til, at to meget forskellige kulstofnanorør udløser stort set samme biologiske effekt, hvis man indånder dem. Det tyder resultater fra en ny undersøgelse på. 

To forskellige typer kulstofnanorør undersøgt

Mus fik deponeret en af to meget forskellige typer af kulstofnanorør i lungerne, og de biologiske effekter på musene blev undersøgt. Den ene type nanorør var lille og krøllet og havde et stort indhold af metalurenheder, mens den anden type var længere, tykkere og renere. 

Kortlagt alle ændringer i musenes gener i lungerne

- Vi har brugt en teknik, som gør det muligt på samme tid at undersøge alle ændringer på gen-niveau - dvs. om den måde, musens gener kommer til udtryk på, ændrer sig, når de får kulstofnanorør ned i lungerne. På den måde har vi kortlagt, hvordan de to typer kulstofnanorør påvirker ikke bare ét gen men alle musenes gener i lungevævet, siger Sarah Søs Poulsen fra Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø (NFA). Hun er en af forskerne bag undersøgelsen.  

Overordnede ens effekter

Resultatet viser, at de to typer kulstofnanorørs effekt på genernes udtryk generelt var meget ens, men at der også var nogle tydelige forskelle. 

Begge typer kulstofnanorør udløste en kraftig betændelsesreaktion i lungerne på musene, som igen udløste et kraftigt akutfaserespons (kroppens normale måde at bekæmpe fx infektion på) hos musene. Responset var mest kraftigt tre dage efter, at musene havde fået kulstofnanorør ned i lungerne, og det var der stadig efter 28 dage. Musenes fedtbalance ændrede sig også. De fik mere kolesterol og LDL-kolesterol (Low Density Lipoprotein-kolesterol) i blodet. Både øget akutfaserespons og ændringerne i fedtbalancen er risikomarkører for hjertekarsygdom i mennesker. Begge typer kulstofnanorør forøgede også mængden af strengbrud i DNA, en markør for øget kræftrisiko.

Til gengæld blev gener, der kan kobles til fibrose (ardannelse), kun udtrykt i lungerne på mus, der havde været udsat for de lange og tykke kulstofnanorør, og forskerne fandt også områder med ardannelse i lungevæv fra disse mus. Dannelse af fibrose forekommer også hos mennesker, som har været udsat for asbest.

Øger risiko for hjertekarsygdom og lungekræft

- Samlet set tyder resultaterne fra vores undersøgelse på, at udsættelse for disse to meget forskellige typer kulstofnanorør udløser de samme biologiske mekanismer, som kan kobles sammen med både øget risiko for lungekræft og for hjertekarsygdom, siger Sarah Søs Poulsen.

Læs de videnskabelige artikler

• Poulsen SS, Saber AT, Williams A, Andersen O, Købler C, Atluri R, Pozzebon ME, Mucelli SP, Simion M, Rickerby D, Mortensen A, Jackson P, Kyjovska ZO, Mølhave K, Jacobsen NR, Jensen KA, Yauk CL, Wallin H, Halappanavar S & Vogel U. MWCNT of different physicochemical properties causes similar inflammatory responses, but differences in transcriptional and histological markers of fibrosis in mouse lungs. Toxicol Appl Pharmacol 2014. Doi: 10.1016/j.taap.2014.12.011. [Epub ahead of print]. 
• Poulsen SS, Saber AT, Mortensen A, Szarek J, Wu D, Williams A, Andersen O, Jacobsen NR, Yauk CL, Wallin H, Halappanavar S & Vogel U. Changes in cholesterol homeostasis and acute phase response link pulmonary exposure to multi-walled carbon nanotubes to risk of cardiovascular disease. Toxicol Appl Pharmacol 2015. Doi:10.1016/j.taap.2015.01.011. [Epub ahead of print].

Fakta om undersøgelsen

• Artiklerne er en del af Sarah Søs Poulsens ph.d.-afhandling 'A toxicogenomic approach for toxicity assessment of pulmonary MWCNT exposure'.
• Undersøgelsen er gennemført af Dansk Center for Nanosikkerhed på NFA og Roskilde Universitet
• Arbejdsmiljøforskningsfonden støtter Dansk Center for Nanosikkerhed økonomisk.

Yderligere oplysninger

Postdoc Søs Poulsen og professor Ulla Vogel, begge Danske Center for Nanosikkerhed på NFA.