Rola żywienia w zapobieganiu toksyczności nanocząstek

Nanotechnologia coraz szybciej przenika do życia codziennego, przynosząc obietnice rewolucji w opiece zdrowotnej i w produktach konsumenckich. Unikalne fizykochemiczne właściwości nanocząstek sprawiają, że są one idealne do wielu zastosowań.

Dane eksperymentalne wskazują, że nanocząstki mają działanie cytotoksyczne i toksyczne wobec rozrodu, oraz wywołują stres oksydacyjny i odpowiedź zapalną, co może prowadzić do chorób układu krwionośnego. Jednakże nie zaproponowano żadnych środków chroniących przed uszkodzeniami powodowanymi przez nanocząstki.

W tym kontekście, uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu NANOMEGA postanowili zbadać mechanizmy molekularne toksyczności wywołanej przez nanocząstki srebra i dwutlenku tytanu. Badanie koncentrowało się na stresie oksydacyjnym i jego roli w aktywacji szlaków sygnałowych związanych z uszkodzeniami i naprawą DNA. Ponadto konsorcjum analizowało ochroną rolę żywienia, zwłaszcza diety bogatej w kwasy tłuszczowe omega 3, wobec toksyczności nanocząstek.

Uczestnik projektu NANOMEGA zaobserwował, że nanocząstki srebra zwiększały poziom reaktywnych form tlenu w komórkach, znacząco przyczyniając się do stresu oksydacyjnego. Zdolność nanocząstek do wiązania metali zgodnie z ich powierzchniowymi właściwościami chemicznymi może bezpośrednio przekładać się na powstawanie reaktywnych form tlenu. Nanocząstki mogą też powodować toksyczność poprzez zaburzanie funkcji wytwarzających reaktywne formy tlenu oksydaz NADPH. W odniesieniu do uszkodzeń DNA eksperymenty pozwoliły zidentyfikować cząsteczki kluczowe do naprawy uszkodzeń spowodowanych przez toksyczność nanocząstek.

Głównym sukcesem badania NANOMEGA było odkrycie, że dodanie kwasu tłuszczowego DHA znacząco ogranicza uszkodzenia DNA spowodowane przez nanocząstki. Udało się to osiągnąć poprzez zwiększenie ekspresji enzymów naprawczych DNA i tym samym zwiększenie ogólnej żywotności komórki.

Podsumowując, wyniki projektu NANOMEGA dają obraz mechanizmów toksyczności nanocząstek. Co najistotniejsze, po raz pierwszy zaproponowano interwencje mające na celu minimalizowanie działań niepożądanych i zwiększenie bezpieczeństwa nanotechnologii.