Nanopartiküllerin Toksisitesini Öngören ve Hayvan Deneyleri İçermeyen Yeni Bir Metot Geliştiriliyor
Fotoğraf : Nanopartikül solunum toksisitesinin tahmini için partikül-hücre etkileşimlerinin biyolojik modellemesi
Helmholtz Zentrum München’deki araştırmacılar, Avrupa’daki bilim insanları ile birlikte, nanopartiküllerin insan akciğerine olan toksik etkisini tahmin edebilmek için hayvan deneyleri içermeyen yeni bir metot geliştirdiler. Bu metot, endüstriyel malzemelerin daha güvenli olması için tasarımın güvenli bir şekilde geliştirilmesini sağlamayı amaçlıyor.
Akciğerlerimiz, günlük hayatta çok sayıda havaya karışmış olan partiküllere maruz kalır. Nanopartiküller, küçük boyutları nedeniyle insan akciğerinin hassas alveolar bölgesine ulaşabilir ve uzun süre maruz kalma durumunda kalp hastalığı, beyin hasarı ve akciğer kanseri gibi ciddi hastalıklara yol açarak tek bir solunumdan sonra bile iltihabı tetikleyebilir.
Üretimdeki toksik nanopartiküller; malzemelerin üretimi, işlenmesi, bozulması veya yanması sırasında çevreye salınabilir. Nanoteknoloji için modellemelerdeki gelişmelere rağmen, şu anda ne laboratuvar ortamındaki deneyler ne de sentetik olan biyolojik test araçları, olumsuz sonuçları güvenilir bir şekilde tahmin edebilir ya da canlı ortamında yapılan testlerin yerini alabilir. Daha güvenli malzemelerin hayatımıza girişini kolaylaştırmak için, endüstriyel nanopartiküllerin potansiyel toksisitesini tahmin etmede üretim prosesi süreci öncesinde veya sırasında yeni test stratejilerine ihtiyaç duyuluyor.
Hücresel Mekanizmaların Kilidini Açma
Helmholtz Zentrum München’de Dr. Tobias Stöger’in araştırma grubu, özellikle ortaya çıkan iltihaplanma göz önüne alındığında, nanopartiküller ve akciğer hücreleri arasındaki etkileşimlerin geliştirilmiş mekanik bir anlayışına odaklanıyor. SmartNanoTox EU projesinden ortaklarla işbirliğindeki araştırma grubu; belirli malzemeler için bir nanopartikülün tek bir maruziyetine karşı verilen uzun süreli iltihaplanmaların, şimdiye kadar bilinmeyen iki kilit hücresel olaydan kaynaklanabileceğini keşfetti: Birincisi, biyolojik moleküllerle sarılmış nanopartiküllerin atılan hareketsiz kompozitlerinin hücre yüzeyinde birikmesidir. İkincisi, nanopartiküllerin farklı akciğer alveolar hücre tipleri arasında hareketini gerektiren nanomateryal döngüdür.
Stöger şöyle söyledi: ”Bu yeni bakış açılarıyla akciğerdeki iltihaplanmanın, partikül-hücre etkileşimlerinden nasıl kaynaklandığına dair daha derin ve kapsamlı bir yaklaşım geliştirdik. Bu iki temel olayın kaynağını tam olarak belirleyebilmek ve bunları nicel olarak tanımlayabilmek, tahmin yöntemimizi oluşturmamıza yardımcı olduğu için bir dönüm noktasıydı.”
Güvenli Malzeme Geliştirmeye Bir Adım Daha Yaklaşıldı
Araştırmacılar, laboratuvar ortamındaki ölçümlerden yalnızca küçük bir veri kullanarak ve bunları sentetik bir biyoloji modellemesiyle birleştirerek, nanopartiküllerin toksisitesi hakkında bilgi topladılar ve seçilmiş 15 malzeme ile ilişkili akciğer iltihabının (akuttan kronik) spektrumunu elde etmeyi başardılar. Stöger şunları ekledi: ”Böyle bir öngörüde bulunabilmek, tasarım gereği güvenli bir malzeme geliştirmeye bir adım daha yaklaşabileceğimiz anlamına gelir. Bunun yeni malzemelerin güvenliği, hızı ve maliyet etkinliği üzerinde derin etkileri olacaktır.”
Ek avantaj: Hayvan Deneyleri İçermeyen Deney
Şu anda, güvenlik testleri büyük çoğunlukla hayvan deneylerine dayanmaktadır. Hayvan deneyleri mekanik ve kronik toksikolojik araştırmalar için hala vazgeçilmez olsa da, yeni malzemelerin güvenli bir şekilde üretilmesinde öngörücü testler için daha az uygundur. Bu çalışma; yüksek verimli testler yapabilen, sentetik biyolojik bir modellemeyle bağlanabilen ve hayvan deneyleri içermeyen alternatif bir test stratejisi sunar.
Kaynak : chemeurope.com
