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Einleitung: Nanotechnologie eröffnet vielversprechende Neuerungen für die Wirtschaft und in der Medizin. Aufgrund von Hinweisen auf toxische Eigenschaften bestimmter Nanopartikel (NP) ist zur Gewährleistung eines verantwortungsbewussten Umgangs mit NP eine detaillierte Analyse der Interaktionen mit humanen Zellen notwendig. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der Zellaufnahme und -retention von NP.

Methoden: Es erfolgte eine Inkubation von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) mit Zinkoxid (ZnO) NP sowie eine anschließende Kultivierung in NP-freiem Medium über unterschiedliche Zeiträume bis zu 6 Wochen. Die Exposition erfolgte in nicht toxischen ZnO NP Konzentrationen, die zuvor im MTT Test bestimmt wurden. Des Weiteren erfolgten elektronenmikroskopische Analysen, wobei NP-Aufnahme, -Distribution sowie -Akkumulation bewertet wurden.

Ergebnisse: ZnO NP waren ab einer Konzentration von 50 µg/ml in hMSC zytotoxisch. Die elektronenmikroskopischen Studien wurden mit nicht toxischen Konzentrationen bis 10 µg/ml durchgeführt. Innerhalb der ersten Stunde zeigte sich eine endozytotische Aufnahme der NP in die Zellen. Nach 6 Stunden waren ZnO NP in Zellorganellen eingedrungen. Eine Transposition in den Zellkern fand sich in Einzelfällen. Es konnte eine Persistenz der ZnO NP über einen Zeitraum von 6 Wochen beobachtet werden.

Schlussfolgerungen: Eine Migration von ZnO NP in die Zelle findet bereits in den Anfangsstadien der Exposition statt. Eine zellulärer Ausschleusung wurde im in vitro Versuch nicht nachgewiesen. Dadurch könnte es vor allem durch repetitive Exposition zu intrazellulären Akkumulationen kommen, die toxische Effekte auslösen. In Folge sollten tierexperimentelle Untersuchungen zur Identifikation von relevanten Zielorganen erfolgen.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.