We weten al dat blootstelling aan nanodeeltjes leidt tot een grotere kans op een longontsteking. Dat geldt bijvoorbeeld voor langdurige blootstelling aan ultrafijnstof in het milieu. Ook bij lassers die voor hun werk aan metallische nanodeeltjes van ijzer, mangaan en chroomoxiden worden blootgesteld, is een verhoogde kans op longontsteking geconstateerd. Amerikaanse onderzoekers hebben nu met behulp van een celmodel van muizen uitgezocht welke nanodeeltjes van verschillende chemische samenstelling het immuunsysteem nadelig beïnvloeden, waardoor longontsteking op kan treden.

Macrofagen zijn de opruimcellen van een weefsel. Ze zijn erop gericht om kleine deeltjes maar ook bacteriën of virussen op te nemen en zo onschadelijk te maken. Op die manier helpen macrofagen om een infectie te voorkomen. Macrofagen van muizen zijn blootgesteld aan 16 verschillende metallische nanodeeltjes met afmetingen variërend van 10 nanometer (nm), tot iets minder dan 100 nm. Daarna zijn de macrofagen ook blootgesteld aan de bacterie die longontsteking in mensen kan veroorzaken (Streptococcus pneumoniae). Een aantal van de geteste nanodeeltjes lieten zien dat zij de opname van bacteriën door de macrofaag verminderden.

De nanodeeltjes zijn vervolgens gerangschikt naar de mate waarin ze de werking van macrofagen verstoren. Zo veroorzaken koperoxide en kobaltoxide (CoO) relatief veel dode macrofagen en verminderen ze de opnamefunctie, terwijl titaniumdioxide en siliciumdioxide (SiO₂) geen nadelige effecten geven. IJzeroxide (Fe₃O₄) zit hier tussenin; het veroorzaakt geen celdood maar vermindert wel de opnamefunctie van de macrofagen.

De nanodeeltjes van CoO, Fe₃O₄ en SiO₂ zijn vervolgens getest in levende muizen. Deze muizen ademden de verschillende nanodeeltjes in en werden de volgende dag geïnfecteerd met de bacterie S. pneumoniae. De test in levende muizen bevestigde het beeld dat eerder in cellen was vastgesteld.

RIVM/KIR kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie (kennis- en informatiepunt risico’s van nanotechnologie)-overweging: Dit is om meerdere redenen een belangrijke studie. De studie toont aan dat blootstelling aan nanomaterialen kan leiden tot nadelige effecten, zoals de gevoeligheid voor blootstelling aan ziekmakende bacteriën. De studie laat ook zien dat deze verstoring in muizen niet een algemeen effect is van nanodeeltjes, maar dat deze afhangt van de fysisch-chemische samenstelling van het nanodeeltje. Of dit ook voor mensen geldt, zou nader onderzocht moeten worden.

Ook in de mens worden nanodeeltjes opgeruimd door macrofagen en kunnen longontstekingen door de S. pneumoniae-bacterie veroorzaakt worden. Dat zou kunnen betekenen dat bij blootstelling van werknemers aan gefabriceerde nanodeeltjes, ook gelet moet worden op een grotere kans op luchtweginfecties, zoals longontsteking. Deze informatie kan nuttig zijn voor bedrijfsartsen, huisartsen en longartsen.

Dat in deze studie op basis van een celtest effecten gerangschikt kunnen worden, is belangrijk voor het verminderen van proefdiergebruik bij het bepalen van de veiligheid van nanomaterialen.

Er is nog te weinig data om aan te wijzen welke fysisch-chemische eigenschap van de metallische nanodeeltjes verantwoordelijk is voor het effect, maar het lijkt erop dat dit te maken heeft met het veroorzaken van oxidatieve stress^[1] en het veranderen van de reactie op lichaamsvreemd materiaal (van opruimen naar niet meer opruimen en zelfs doodgaan) van macrofagen.

[1]Oxidatieve stress is een toestand waarbij sprake is van een verhoging van reactieve zuurstofverbindingen ROS– reactive oxygen species) in een cel waardoor schade ontstaat aan delen van de cel, inclusief eiwitten, vetten en DNA deoxyribonucleic acid (deoxyribonucleic acid) in de cel.