Ny kunnskap om hvordan nanomaterialer påvirker helsa

Stadig mer bruk av nanoteknologi har ført til at ulike type nanomaterialer har blitt svært vanlig i Norge og de fleste andre land. De små partiklene finnes i alt fra kosmetiske produkter som solkrem og sjampo, til elektronikk, tekstiler, maling og emballasje.

Nanopartikler har blitt populære fordi de tilfører produkter nye eller bedre egenskaper. De kan blant annet beskytte mot UV-stråler, gi økt slitestyrke og en vannavvisende overflate. Men testingen som kan avdekke mulige negative helseeffekter fra eksponering for nanopartikler, har ikke utviklet seg i takt med bruken.

Bekymring for negative helseeffekter

 − På grunn av økt produksjon og bruk av nanomaterialer i industriell produksjon, har mange uttrykt bekymringer om negative helseeffekter blant ansatte som eksponeres på arbeidsplassen, forteller Mayes Alswady-Hoff.

Hun er stipendiat ved Statens arbeidsmiljøinstitutt (STAMI) og har i flere år undersøkt ulike typer nanomaterialer og hvordan de påvirker biologiske mekanismer i celler. I sin doktorgradsavhandling ser hun på evnen nanomaterialer har til å endre normale celler til kreftlignende celler. Denne mekanismen kalles for celletransformasjon. Celletransformasjon er en viktig del av utvikling mot kreft, der en normal celle kan få endringer som kan føre til ukontrollert vekst og svulst.

Når ned i lungene

Eksponering for nanomaterialer kan forekomme under design, produksjon og avfallshåndtering. Den vanligste eksponeringsveien er å puste inn nanopartiklene. Men de kan også svelges eller tas opp gjennom huden.

− Nanopartikler er veldig små i størrelsen og noen av dem kan nå langt ned i lungene våre når vi puster dem inn. Det kan føre til lungesykdommer inkludert lungebetennelse, lungefibrose og lungekreft, forklarer Alswady-Hoff.

Kan føre til kreftlignende egenskaper

I avhandlingen sin undersøkte Alswady-Hoff cellulær transformasjonsevne og mekanismer ved langtidseksponering for titandioksid (TiO2) og flerveggede karbonnanorør (MWCNT) ved bruk av lave doser.

Resultatene viste at noen av TiO2- og MWCNT-materialene førte til kreftlignende egenskaper i lungeceller fra mennesker.

Disse nanomaterialene førte også til endringer i cellenes lipid- og proteinprofiler, cellesyklus, celleoverlevelse og celledødsmekanismer. Videre førte eksponering for lange og rigide MWCNT til fibrose, betennelse og kortere telomerer hos forsøksdyr som ble eksponert, forteller Alswady-Hoff. Telomerer er bunter av DNA som finnes i enden av kromosomene i alle celler og bidrar til å beskytte, kopiere og stabilisere kromosomendene.

Resultatene indikerer at eksponering for nanomaterialer med ulike fysiske og kjemiske egenskaper påvirker ulike kreftmekanismer.

Vil utvikle trygge materialer

Noen typer nanomaterialer er klassifisert som mulig kreftfremkallende for mennesker av International Agency for Research on Cancer (IARC).

− På grunn av store forskjeller i fysiske og kjemiske egenskaper har andre nanomaterialer ikke blitt klassifisert. Det er derfor viktig å teste toksisiteten – giftigheten – til nanomaterialer med relevante doser og eksponeringsvarighet for å utvikle trygge og bærekraftige materialer. Imidlertid er de fleste av teststrategiene avhengige av forsøksdyr. Det er utfordrende på grunn av kostnader, tid og etiske bekymringer, forklarer Alswady-Hoff.

Hun understreker at det er et sterkt behov for å utvikle alternative teststrategier for å erstatte, redusere og foredle bruken av dyr i testing av nanomaterialer.

− Studiene utført i denne oppgaven fører til en bedre forståelse av hvordan eksponering for nanomaterialer virker på cellene i kroppen. Slik kunnskap er spesielt viktig for å sikre arbeidsforholdene til ansatte i yrker der de eksponeres for titandioksid og flerveggede karbonnanorør, konkluderer Alswady-Hoff.