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Einleitung: Zinkoxid (ZnO)- und Zirkoniumoxid (ZrO₂)-Nanopartikel sind zunehmend in Alltagsprodukten wie beispielsweise Wandfarbe und Sonnencreme enthalten und werden zudem in Autoabgasen freigesetzt. Über die Auswirkung auf das respiratorische Epithel als erstes Kontaktgewebe ist wenig bekannt. Unklar ist inwieweit Nanopartikel in die Zellen aufgenommen werden und dort für eine Zellschädigung verantwortlich sein könnten.

Methoden: Die epitheliale Zelllinie A549 wurde gegenüber ZnO- und ZrO₂-Nanopartikeln (8–15 nm) in drei verschiedenen Konzentrationen (0,1/ 10/ 100 µg/ml) über 4, 24, 48 und 72 h exponiert. Mittels Durchflusszytometrie erfolgte die Bestimmung vitaler Zellen und mittels Elektronenmikroskopie das intrazelluläre Partikeltracking.

Ergebnisse: Es konnte eine zeit- und dosisabhängige Minderung vitaler Zellen nach ZnO-, nicht jedoch nach ZrO₂-Nanopartikelexposition beobachtet werden. Die Elektronenmikroskopie zeigte eine intrazelluläre Anreicherung von ZrO₂- nicht aber von ZnO-Nanopartikeln. Die Reduktion vitaler Zellen nach ZnO- Exposition konnte durch die Komplexierung zweiwertiger Kationen mit Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), verhindert werden.

Schlussfolgerung: ZrO₂-Nanopartikel werden in die Zellen aufgenommen, haben aber keinen messbaren Einfluss auf deren Vitalität. Im Gegensatz dazu führt die Aufnahme der ZnO-Nanopartikel zum deren schnellen Zerfall, was mit reduzierter Vitalität der exponierten Zellen einhergeht. Unsere Daten zeigen, dass die Aufnahme von Partikeln nicht per se toxisch ist, sondern das Partikel in der Zelle prozessiert werden müssen, um ihr toxisches Potential zu entfalten.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.