Ny banbrytande forskning av forskare vid Trinity College Dublin har funnit att exponering för nanopartiklar kan ha en allvarlig inverkan på hälsan, kopplar det till reumatoid artrit och utvecklingen av andra allvarliga autoimmuna sjukdomar. Resultaten som nyligen har publicerats i den internationella tidskriften Nanomedicin har hälso- och säkerhetskonsekvenser för tillverkningen, användning och slutligt bortskaffande av nanoteknologiska produkter och material. De identifierade också nya cellulära mål för utveckling av potentiella läkemedelsterapier för att bekämpa utvecklingen av autoimmuna sjukdomar.
Miljöföroreningar inklusive kolpartiklar som släpps ut av bilavgaser, rökning och långvarig inandning av damm av olika ursprung har erkänts som riskfaktorer som orsakar kronisk inflammation i lungorna. Kopplingen mellan rökning och autoimmuna sjukdomar som reumatoid artrit har också fastställts. Denna nya forskning väcker nu allvarliga farhågor i samband med liknande risker orsakade av nanoteknologiska produkter som om de inte hanteras på rätt sätt kan bidra till genereringen av nya typer av luftburna föroreningar som orsakar risker för global hälsa.
I sin forskning, Nanomedicine and Molecular Imaging-teamet vid Trinity College Dublins School of Medicine ledd av professor i molekylär medicin, Yuri Volkov undersökte om det fanns en gemensam underliggande mekanism som bidrar till utvecklingen av autoimmuna sjukdomar i mänskliga celler efter deras exponering för ett brett spektrum av nanopartiklar som innehåller olika fysikaliska och kemiska egenskaper.
Forskarna använde ett brett utbud av nanomaterial inklusive ultrafint kimrök, kolnanorör och kiseldioxidpartiklar av olika storlekar, varierar från 20 till 400 nanometer, till mänskliga celler som härrör från slemhinnan i luftvägarna, och till cellerna av så kallat fagocytiskt ursprung – de celler som oftast exponeras för de inandade främmande partiklarna eller har till uppgift att rensa upp vår kropp från dem. På samma gång, samarbetande forskare från Health Effects Laboratory Division, National Institute for Occupational Safety &Health (Morgantown, WV, USA) har genomfört studierna på möss som exponerats för kronisk inandning av luft förorenad med enkelväggiga kolnanorör.
Resultatet var tydligt och övertygande:alla typer av nanopartiklar i både TCD- och USA-studien orsakade ett identiskt svar i mänskliga celler och i lungorna hos möss, manifesteras i den specifika omvandlingen av aminosyran arginin till molekylen som kallas citrullin, vilket kan leda till utvecklingen av autoimmuna tillstånd såsom reumatoid artrit.
I omvandlingen till citrullin, mänskliga proteiner som innehåller denna modifierade aminosyra som byggstenar, kan inte längre fungera korrekt och är föremål för förstörelse och eliminering av det kroppsliga försvarssystemet. En gång programmerad att bli av med citrullinerade proteiner, immunförsvaret kan börja attackera sina egna vävnader och organ, vilket orsakar autoimmuna processer som kan resultera i reumatoid artrit.
För att kommentera betydelsen av fynden, TCD:s professor Volkov säger:"Forskningen etablerar en tydlig koppling mellan autoimmuna sjukdomar och nanopartiklar. Att förhindra eller störa den resulterande citrullineringsprocessen ser därför ut som ett lovande mål för utvecklingen av framtida förebyggande och terapeutiska metoder vid reumatoid artrit och möjligen andra autoimmuna tillstånd. "
