Nahrungsmittel können Toxizität von Nanopartikeln senken

Der schnelle Einzug der Nanotechnologie in das Alltagsleben hat Gesundheitswesen und Verbraucherprodukte revolutioniert, da ihre einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften vielseitigste Anwendungsbereiche eröffnen.

Experimentelle Daten deuten allerdings auf Risiken wie Zytotoxizität, oxidativen Stress, Genotoxizität und Entzündungsreaktionen hin, die wiederum Herzkreislauferkrankungen fördern können. Trotzdem existieren keine adäquaten Empfehlungen und Gegenmaßnahmen, um solche Schäden zu verhindern.

Um dieses Problem anzugehen, untersuchte das EU-finanzierte Projekt NANOMEGA auf molekularer Ebene die Toxizität von Silber- und Titandioxidnanopartikeln. Schwerpunkt der Studie war oxidativer Stress und dessen Rolle bei der Aktivierung von Signalwegen, die an DNA-Schäden und deren Reparatur beteiligt sind. Ferner untersuchte das Konsortium die Auswirkungen der Ernährung, vor allem, wie mit Omega-3-Fettsäuren angereicherte Nahrungsmittel die toxische Wirkung von Nanopartikeln neutralisieren könnten.

NANOMEGA fand heraus, dass Silbernanopartikel die Konzentration reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) als wesentliche Ursache für oxidativen Stress in Zellen erhöhen. Ihr Fähigkeit, Metalle zu binden, und ihre Oberflächeneigenschaften könnten direkt zur Bildung von ROS beitragen. Toxisches Potenzial haben Nanopartikel auch insofern, als sie in die Funktion der ROS-produzierenden NADPH-Oxidasen eingreifen. Weitere Experimente zeigten, welche Moleküle an der zentralen Reparatur der durch Nanopartikel entstandenen DNA-Schäden beteiligt sind.

Das wichtigste Ergebnis von NANOMEGA war die Erkenntnis, dass eine Zugabe von DHA-Fettsäure Nanopartikel-induzierte DNA-Schäden deutlich reduziert, indem die Expression von DNA-Reparaturenzymen hochreguliert und damit die Gesamtlebensfähigkeit verbessert wird.

Insgesamt liefert NANOMEGA den Nachweis zum Toxizitätsmechanismus von Nanopartikeln, aber vor allem auch Interventionsvorschläge, um Nebenwirkungen zu minimieren und Nanotechnologien sicherer zu machen.