En av de största idéerna för att behandla sjukdomar handlar om material så litet att det inte ens är synligt. Små guldpartiklar – storleken på flera atomer – utses som fordon för att skicka droger exakt dit de behövs i kroppen, minimera biverkningar och den dos som behövs.

Men en nyligen genomförd UWM-studie har funnit att även om konstruerade guldnanopartiklar är attraktiva för smart läkemedelsleverans, de kommer med en baksida:stor potential att störa en kvinnas fertilitet.

"Vi kallar dem en framväxande klass av nya hormonstörande ämnen, sade Reinhold Hutz, professor i biologiska vetenskaper. "Denna studie är den första som tittar på toxiska effekter av guldnanopartiklar i levande äggstocksvävnad, så det är väldigt tidigt bevis."

Hormonstörande ämnen är kemikalier som, även i spårmängder, förvirra det komplicerade hormonella meddelandesystemet, förändra eller avbryta ett brett spektrum av normala cellaktiviteter.

De inkluderar bekämpningsmedel, mjukgörare i livsmedelsbehållare och flamskyddsmedel som appliceras på kläder. Var och en kan vara giftig för människor på olika sätt.

UWM-studien var en av de första som undersökte nanopartiklar som hormonstörande ämnen.

Nanopartiklar finns överallt

Att förstå hur guldnanopartiklar påverkar kroppen är viktigt eftersom de börjar användas för läkemedelstillförsel hos människor, sa Jeremy Larson, en före detta masterstudent vid institutionen för biologiska vetenskaper som bedrivit mycket av forskningen.

Också, nanopartiklar av olika material, inte bara guld, blir allt vanligare som ingredienser i konsumentprodukter, allt från livsmedelsförpackningar till personliga hygienartiklar, som solkrämer.

Larson fastställde att guldnanopartiklar påverkade produktionen av progesteron, ett könssteroidhormon som påverkar produktionen av östrogen och testosteron. Även om förändringen var subtil, han sa, det upptäcktes vid ett belopp som är 200, 000 gånger lägre än dosen för klinisk användning.

"Den biokemiska vägen vi utvärderade, kallas steroidogenes, är enorm, ", sa Larson. "Det inkluderar inte bara progesteron och östrogenproduktion, men också produktion av stresshormoner och andra produkter, beroende på vävnadstyp."

Det betyder att det är möjligt att nanopartiklar kan orsaka förändringar i andra kroppsfunktioner än reproduktion som involverar östrogen, såsom immunförsvaret och hjärnans funktion.

Hutz och Larson arbetade på studien med Michael Carvans toxikologiska labb vid UWMs School of Freshwater Sciences. Carvans labb och Children's Environmental Health Sciences Core Center stod för finansieringen.

Mindre nanopartiklar kan göra mer skada

Larson, Carvan och Hutz begränsade sin studie till effekterna i äggstocksvävnad, men andra studier på råttor har visat att guldnanopartiklar avsatta i manliga reproduktionsorgan kan förändra testosteron.

Mycket mer forskning behövs för att fastställa en mer heltäckande bild av nanopartiklars hälsoeffekter. Det arbetet kommer att ta tid, sa Hutz.

"Eftersom nanopartiklar alla varierar i storlek, sammansättning och beteende, de kommer att behöva undersökas en i taget, " han sa.

Ett annat hinder för att studera nanopartiklar är att på atomär skala, molekyler beter sig annorlunda än de skulle göra i bulk.

"Det finns nivåer av komplexitet, " sa Larson. "Vanligtvis, ju mindre nanopartikel, desto större potential har den att interagera med miljön."

Hutz tror att partiklarna kan vara mindre skadliga om deras kemiska strukturer modifierades för att begränsa deras aktivitet i cellerna.