Nanocząsteczki mogą kumulować się w śledzionie, jelitach, wątrobie i mózgu, co zostało zaobserwowane u ryb jako gatunków środowiskowych. Projekt finansowany ze środków UE badał akumulację i toksyczność nanocząsteczek cytrynianu srebra i tlenku tytanu przy użyciu modelu hodowli komórek.
Wielkość i właściwości fizyczne nanocząsteczek umożliwiają im wniknięcie w głąb nabłonka przez endocytozę. Ponieważ dostępność komercyjna i zastosowanie nanocząsteczek srebra są duże, ważne jest, aby ich potencjalna toksyczność została zbadana. W ramach projektu NANOTRAFFIC takie badanie toksyczności zostało przeprowadzone.
Członkowie zespołu opracowali linię spolaryzowanych komórek jelitowo-wątrobowych, RTgutGC, pochodzących od pstrąga tęczowego. System hodowli komórek jelitowo-wątrobowych pozwolił na ocenę transportu przez nabłonek jelitowy i pomiar wpływu na komórki wątrobowe znajdujące się głębiej. Wybrany model pozwolił naukowcom rozróżnić wychwyt nanocząsteczek in vitro od strony apikalnej i bazolateralnej.
W projekcie NANOTRAFFIC wykorzystano nanocząsteczki srebra (19 nm) wytwarzające jony, powlekane cytrynianem oraz nierozpuszczalne nanocząsteczki tlenku tytanu (21 i 25 nm). Oceniono żywotność komórki na podstawie aktywności metabolicznej oraz integralności błony i lizosomu. Cytotoksyczność zarówno nanocząsteczek srebra i jonów znacząco zwiększyła się w medium pozbawionym aminokwasów i białek. Nanocząsteczki miały wpływ głównie na integralność lizosomu. Przenikały do lizosomu bezpośrednio, co pokazano pod mikroskopem elektronowym. Podczas gdy ekspozycja na 1 mikrometr nanocząsteczki srebra przez 24 godziny nie miała toksycznego wpływu na komórki RTgutGC, to ekspozycja na 10 mikrometrów powodowała zmniejszenie żywotności o 15%. Z drugiej strony, choć komórki przyswajały nanocząsteczki tlenku tytanu, to były one akumulowane w endosomach, gdzie toksyczność osiągnęła wartości poza zakresem pomiaru.
Wewnątrzkomórkowe stężenie zasadniczych metali (miedzi, cynku i żelaza) zostało zmierzone wraz ze stężeniem ekspozycji na metal (srebro). Wewnątrzkomórkowe stężenie zasadniczych metali charakteryzowało transkrypcyjne i potranskrypcyjne zmiany wywołane w komórkach na skutek ekspozycji na nanocząsteczki metalu. Choć wiadomo, że jony srebra są transportowane przez białka transportujące miedź, to projekt pokazał, że nanocząsteczki srebra nie wpływały na zmianę homeostazy miedzi. Wiedza pozyskana w trakcie realizacji projektu może być wykorzystywana do oceny ryzyka środowiskowego w odniesieniu do ekspozycji na nanocząsteczki metalu.
poleca:
