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TiO2-Nanopartikel antagonisieren genotoxische Effekte von ZnO-Nanopartikeln in humaner Nasenschleimhaut
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Published: | April 14, 2014 |
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Einleitung: Zinkoxid-Nanopartikel (ZnO-NP) werden aufgrund UV-filternder Eigenschaften in Konsumgütern verarbeitet, obwohl geno- und zytotoxische Effekte in vitro nachgewiesen wurden. In der aktuellen Arbeit wurde untersucht, ob eine Kombination mit Zinkionen-bindenden Titandioxid (TiO2)-NP Einfluss auf das toxische Potenzial von ZnO-NP hat.
Methoden: Es wurden Monolayer-, Miniorgan- und Air-Liquid Interface-(ALI) Kulturen aus Nasenschleimhautproben von 10 Patienten angelegt. Diese wurden mit ZnO-NP sowie TiO2-NP einzeln und in Ko-Inkubation für 1 h exponiert. DNA Schäden wurden mit dem Comet Assay erfasst, zytotoxische Effekte mit dem Trypanblau-Ausschlusstest und dem MTT-Assay. Zusätzlich wurde die DNA-Regenerationsfähigkeit nach genotoxischer Schädigung evaluiert. Die Bestimmung von oxidativem Stress erfolgte mit der Durchflusszytometrie.
Ergebnisse: Der Comet-Assay ergab ab einer ZnO-NP-Konzentration von 0,1 µg/ml genotoxische Effekte, TiO2-NP induzierten dagegen keine DNA-Schäden. Ab einer ZnO-NP Konzentration von 10 µg/ml waren signifikante zytotoxische Schäden festzustellen, die durch TiO2-NP nicht neutralisiert wurden.
Die DNA Schäden nach ZnO-NP Exposition verstärkten sich in der 24-stündigen Regenerationsphase, bei einer Ko-Inkubation mit TiO2-NP kam es zu einer Reparatur. Oxidativer Stress wurde ausschließlich durch ZnO-NP induziert.
Diskussion: Der Einsatz von ZnO-NP in Konsumprodukten muss aufgrund der Datenlage kritisch diskutiert werden. Die aktuellen Ergebnisse zeigen, dass eine Kombination mit TiO2-NP genotoxische Effekte abfangen kann. Als ursächlich hierfür ist die nachweisliche Bindung von Zinkionen an TiO2 zu sehen. Daher sollte bei der Weiterentwicklung photokatalytisch wirksamer Substanzen eine entsprechende NP Kombination erwogen werden.
Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.