Onderzoekers hebben een beslisboom ontwikkeld. Met weinig informatie kun je hiermee kijken of nanovezels sterk op asbestvezels lijken. Deze nanovezels kunnen mogelijk ook mesothelioom veroorzaken. De beslisboom kan helpen bij het ontwikkelen van veilige nanovezels.

Beperkte informatie beschikbaar

Producenten maken veel verschillende vormen nanomaterialen. Eén van die vormen zijn vezels. De meest bekende nanovezels zijn koolstofnanobuisjes. Deze koolstofnanobuisjes zijn er in verschillende soorten en maten. Ze zijn licht, sterk en geleidend. Daarom worden deze koolstofnanobuisjes veelvuldig toegepast. Bijvoorbeeld in auto’s, verf, elektronica, of opslag van energie.

Het is niet mogelijk om alle verschillende nanovezels in dieren te testen. Daarom hebben bedrijven en risicobeoordelaars instrumenten nodig om mogelijke risico’s van nanovezels te schatten. Zonder elke vezel uitvoerig in dieren te testen.

Ontwikkeling van beslisbomen

Binnen het Europese project GRACIOUS werkt het RIVM samen met andere Europese instituten, universiteiten en bedrijven. Dit project levert een tiental beslisbomen voor industrie en risicobeoordelaars. Deze kunnen een gebruiker helpen om nanomaterialen te groeperen. Binnen een groep kun je beschikbare informatie van het ene nanomateriaal gebruiken voor een ander nanomateriaal.

De beslisbomen kunnen voor verschillende doelen worden gebruikt. Bijvoorbeeld in het ontwerpen van veilige nanomaterialen. Ook kunnen gaten in informatie gevuld. Dit vullen van gaten is bekend als read-across. En het helpt de effecten van een nanomateriaal te schatten zonder langdurige dierproeven.

Daarnaast leidt het GRACIOUS framework de gebruiker naar relevante beslisbomen. Een minimale set van informatie over een nanomateriaal is hiervoor genoeg. Recent is een beslisboom voor het groeperen van nanovezels gepubliceerd.

Hoe werkt de beslisboom voor het groeperen van nanovezels?

De hypothese achter de beslisboom voor nanovezels is als volgt:
Als de nanovezels

• een relatief lange lengte hebben ten opzicht van hun dikte (bijvoorbeeld als een naald)
• niet buigzaam zijn
• na inademen diep in de longen komen
• het longvlies passeren en daar blijven steken
• niet worden opgeruimd door het lichaam

dan kunnen ze longontsteking en fibrose veroorzaken, en na herhaaldelijk inademen, mesothelioom.

De beslisboom leidt de gebruiker door verschillende stappen. Zo kan deze onderzoeken in welke groep de nanovezel past. Veroorzaakt de vezel deze vorm van kanker? Of niet?

De eerste stap is het verzamelen van informatie over de eigenschappen van de nanovezel: Wat is de afmeting van de vezel? Kun je de vezel inademen? Is de vezel stijf of buigzaam? Kan het lichaam de vezel afbreken?

De tweede stap is het verzamelen van informatie over het gedrag van de nanovezel in het lichaam: Kan de nanovezel het longvlies passeren? Heeft het lichaam moeite om de nanovezel op te ruimen?

De derde stap is het verzamelen van informatie over wat de nanovezel in het lichaam doet: Kan de nanovezel een ontsteking veroorzaken?

Gefaseerd testen om informatie te verzamelen

Voor elke vraag in de beslisboom hebben de onderzoekers testen gekozen die de gebruiker helpen om de vraag te beantwoorden. Deze testen variëren van simpele testen in kweekschaaltjes tot ingewikkelde dierstudies. Afhankelijk van het doel van het groeperen van nanomaterialen stellen de onderzoekers verschillende testen voor.

Dit heeft als voordeel dat de gebruiker testen kan kiezen. Simpele testen geven misschien minder zekerheid. Maar dat kan al genoeg zijn in een vroege productontwikkeling van nanovezels.

Om aan de wet te voldoen is mogelijk meer informatie nodig. De gebruiker kiest dan bijvoorbeeld ook kortdurende dierproeven om nanovezels in een bepaalde groep te passen. Ook hierbij helpt de GRACIOUS beslisboom. Lange dierstudies zijn dan niet nodig.

De beslisboom geeft de juiste voorspelling

In het artikel passen de onderzoekers de beslisboom toe op enkele bekende voorbeelden van koolstofnanobuisjes. Ze onderzochten of deze passen binnen de groep die mesothelioom kunnen veroorzaken.

Tien van deze koolstofnanobuisjes veroorzaken inderdaad mesothelioom. Zes andere koolstofnanobuisjes passen volgens de vragen in de beslisboom niet in de groep die mesothelioom kan veroorzaken. Deze buisjes zijn te kort of niet stijf genoeg. Inderdaad blijkt uit dierstudies dat deze koolstofnanobuisjes geen mesothelioom veroorzaken.

Resultaten van de beslisboom zeggen alleen iets over het mogelijk veroorzaken van mesothelioom. De beslisboom leidt niet tot conclusies over mogelijk andere effecten. Andere vormen van longkanker of ontstekingen in de longen is nog steeds mogelijk.

Eerder hebben we bijvoorbeeld gesignaleerd dat opgerolde koolstofnanobuisjes toch ook kankerverwekkend kunnen zijn. Om andere effecten te onderzoeken helpt het GRACIOUS framework ook. Het leidt de gebruiker naar andere hypothesen en beslisbomen.

Waar kan je de beslisboom voor gebruiken? En waarvoor niet?

Deze  beslisboom voor nanovezels laat zien dat het mogelijk is om met weinig informatie een uitspraak te doen of de nanovezel mesothelioom kan veroorzaken. Dit komt doordat de specifieke eigenschappen (zoals lengte en buigzaamheid) van nanovezels voor een groot deel hun effect bepalen. 

Het is de vraag of deze beslisboom ook werkt voor complexe nanomaterialen. Dit zijn bijvoorbeeld nanomaterialen die uit meerdere bestanddelen bestaan.

Op dit moment is het gebruiken van het GRACIOUS framework en de beslisbomen lastig. Alleen mensen met kennis van de toxicologie kunnen de beslisboom doorlopen en de resultaten uitleggen.

Het framework wordt in andere Europese projecten verder uitgewerkt. Deze kijken bijvoorbeeld naar het gebruik voor complexere nanomaterialen. Of ze proberen het makkelijker te maken voor de gebruiker.