Nanopartikel und das Immunsystem
Nanotechnologie ist eine Neuerung, von der niemand wirklich weiß, wohin sie uns führt. Die Prognosen reichen von der Fähigkeit, Dinge wie Diamanten und Lebensmittel zu reproduzieren bis hin zu einer Welt die durch selbst-replizierende Nanoroboter verschlungen wird. Bis vor kurzem war die Natur der einzige "Hersteller" molekularer Materie. In den letzten Jahren jedoch ist die Nanotechnologie in das öffentliche Bewusstsein getreten und führt verschiedene Forschungsbereiche zusammen. Die Technologie soll zu Innovationen führen, die uns helfen, für viele der Probleme der heutigen Gesellschaft eine Lösung zu finden. Nanotechnologiebasierte Produkte sind bereits auf dem Markt, dazu gehören elektronische Komponenten, kratzfreie Anstriche, Sportgeräte, faltenfreie und schmutzabweisende Stoffe und Sonnencremes. Analysten schätzen, dass der Markt für solche Produkte jetzt Hunderte Milliarden Euro wert ist und dieser bis 2015 auf eine Billion steigen könnte. Das bedeutet aber auch, dass in der nahen Zukunft die mögliche Aussetzung gegenüber Nanopartikeln im Beruf oder auch im öffentlichen Leben ansteigen könnte. Viele Forscher haben sich bereits mit dem Schadstoffgehalt von unterschiedlichen Nanoteilchen in vitro und in vivo befasst. Allerdings reichen die Informationen, die Gesundheits- und Umweltrisiken von technischen Nanopartikeln diesbezüglich beschreiben, noch nicht aus. Die Auswirkungen der Eigenschaften von Nanopartikeln auf das Immunsystem sind noch nicht vollständig erforscht und Studien von vielen Nanopartikelaufbereitungen fallen in der Regel in zwei Kategorien: (A) Reaktionen auf Nanopartikel, die spezifisch modifiziert sind, um das Immunsystem zu stimulieren und (b) unerwünschte Nebenwirkungen von Nanopartikeln. Das InLiveTox Projekt, das von der EU in den vergangenen drei Jahren finanziert wurde, hat die Fähigkeit der in vitro Testung von Nanopartikeln vorangebracht. Das Projekt konzentrierte sich auf die Auswirkungen der Nanopartikelbelastung auf Darm, Herz-Kreislauf-System und Leber. Belastung durch Nahrungsaufnahme ist besonders relevant, da Nanopartikel in Lebensmitteln, Lebensmittelverpackungen und in Arzneimitteln vorkommen. Das Projekt entwickelte ein neuartiges modulares auf Mikrofluidik gegründetes in vitro Testsystem und demonstrierte seine Verwendung, um die Reaktion von ausgewählten Geweben auf die Einnahme von Nanopartikeln zu modellieren. Die Ergebnisse aus dem in vitro-System wurden durch eine in vivo Studie der Biokinetik und des Schadstoffgehalts von Nanopartikeln durch Verschlucken bei Ratten validiert. Das Gewebe dieser Tiere wurde dann verwendet, um toxikologische Reaktionen zu untersuchen, dabei konzentrierte man sich auch auf Darm, Herz-Kreislauf-System und Leber. Diese Daten wurden dann mit anderen biokinetischen Studien verglichen, wobei ähnliche Partikel aber andere Ausgangswege (z.B. Atemweg) verwendet wurden. Die Daten wurde in vivo bei Belastung durch Injektion und Einnahme durch Vergleich mit Daten von durchschnittlichen Zellproben (statische Zellen, Einzelzellen) erhalten. Das entwickelte System zeigte ein bemerkenswertes Muster von Unterschieden und Gemeinsamkeiten, vor allem beim Studium der Entzündung. Es gab deutliche Unterschiede bei der physiologischen Relevanz der verschiedenen Ansätze. Dies bedeutet, dass durch die Ergebnisse des InLiveTox- Projekts sich die Art und Weise verändern könnte, wie Pharma-, Chemie-, Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie, die Sicherheit und Effizienz von neuen Materialien testen. Die verbesserten Methoden könnten erhebliche wirtschaftliche Vorteile sowohl durch Reduzierung der Testkosten im Vergleich zum Tierversuch bringen, sowie durch die Möglichkeit, sicherere Produkte schneller auf den Markt zu bringen, als es mit bestehenden Verfahren möglich ist, und gleichzeitig die REACH-Verordnung einzuhalten. Die in diesem Projekt entwickelte Technologie könnte einen erheblichen Wettbewerbsvorteil für frühzeitige Anwender bieten. Es kann als Prüf- und Forschungsinstrument in der Toxikologie und Pharmakologie für jede neue chemische Einheit eingesetzt werden. In vielerlei Hinsicht gingen die Ergebnisse des Projekts über die Erwartungen hinaus. Sie lieferten eine spannende und innovative Technologie, die das Potenzial besitzt, um neue Produktentwicklungen im Bereich der in-vitro-Tests zu untermauern. Auf der Makro-Ebene bestätigt das Projekt die international wettbewerbsfähige Position, die Europas Forschungseinrichtungen auf dem sich schnell entwickelnden Gebiet der In-vitro-Tests halten. Das Konsortium ist eine interdisziplinäre Gruppe, die sich aus in Europa führenden Organisationen in Nanotoxikologie, Pharmazie und Technik und einer amerikanischen Forschungsgruppe von der Universität Rochester unter dem RP7-Aufruf FP7-NMP-2008-1.3-2 zusammensetzt.Weitere Informationen finden Sie unter: InLiveTox project http://www.inlivetox.eu/