Nanodeeltjes beschadigen DNA van buiten de cel!

Nano-technoligie staat op het punt van massaal doorbreken. We schreven hier op WantToKnow al eens eerder over de ontwikkeling van deze uiterst controversiële techniek. Hierbij praten we over technieken op een schaal die ons menselijke voorstellingsvermogen te boven gaat. Deze deeltjes zijn alleen nog waar te nemen met sterke electronenmicroscopen.

Maar juist door hun kleine schaal, in combinatie met hun kunstmatige afkomst, zijn de effecten op de moluculaire huishouding in ons lichaam, voor een groot deel nog volkomen onbekend. Daar komt ook nog eens bij, dat stoffen andere eigenschappen krijgen, doordat ze juist op zo’n ongelooflijke kleine schaal worden gefabriceerd en in allerlei producten worden gestopt, zoals deodorant, kleding etc.

In het onderstaande artikel van Ir. Xenia Bakker blijkt dat we inmiddels vast kunnen stellen dat -op zijn zachtst gezegd- uiterste voorzichtigheid is geboden bij de toepassing van nano-technologie.

Xenia Bakker is een ingenieur met een brede interesse. Ze is beeldend kunstenaar en houdt van pre-electrische technieken. Zo heeft ze een skin-on-frame-kayak gebouwd in Noorwegen, zoals de Inuit dat deden: van hout, touw en canvas en dan de zee op.Via deze link vind je informatie over deze uitvinding van Xenia Bakker.

Momenteel ontwerpt ze zelf een modern spinnenwiel. Dit artikel van haar hand over de invloed van nanodeeltjes op ons DNA, zonder dat deze deeltjes de cel penetreren, is een eye-opener.

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

X
X

Nanodeeltjes beschadigen het DNA zonder het aan te raken!

Ir. Xenia Bakker © 2010
X

De medische wereld maakt in toenemende mate gebruik van nanodeeltjes om medicijnen gericht af te leveren in het lichaam. Nanodeeltjes dienen daarbij voor het transport of als bescherming, waarbij ze moeten voorkomen dat medicinale moleculen al door ons lichaam worden afgebroken voordat ze hun werk kunnen doen.

Beide toepassingen maken gebruik van het feit dat nanodeeltjes goed doordringen in weefsel.

Maar er is ook bezorgdheid over schade die nanodeeltjes aan het lichaam kunnen toebrengen, juist omdat ze zo diep kunnen doordringen in weefsel. Een onderzoek uit Engeland heeft recent zichtbaar gemaakt dat er nog een andere manier is waarop nanodeeltjes schade toebrengen: ze muteren DNA in een cel zonder de celwand zelf te passeren.

Nanodeeltjes kunnen zelfs DNA-schade veroorzaken terwijl ze van deze huidcellen werden afgeschermd door een dikke laag andere cellen.

Cobalt-chroom nanodeeltjes van gemiddeld maar 29,5 nanometer in diameter zijn in staat om menselijke huidcellen van binnen te beschadigen, zonder door de celwand heen te gaan. Ze kunnen DNA-beschadigingen veroorzaken terwijl ze niet in de buurt van de huidcellen zijn. Sterker nog: nanodeeltjes kunnen DNA-schade veroorzaken terwijl ze van de huidcellen worden afgeschermd door een dikke laag andere cellen.

De nanodeeltjes maken gebruik van een nog niet eerder geziene combinatie van de overdrachtsmethode binnen een cel die ook nucleotides zoals ATP gebruiken en van de communicatie tussen cellen onderling. (zie illustratie hieronder)

DNA kan wel wat hebben.

Het resultaat van dit bijeffect is DNA-mutatie. De mutaties leiden niet direct tot de dood van de cel. Mutaties aan DNA in cellen zijn veelvoorkomend, en er zijn verschillende methoden om de schade te beperken. Maar er komt een moment dat DNA zoveel fouten bevat, of fouten die onherstelbare schade aanricht, dat een cel niet meer functioneel kan zijn. Dan komt de cel tot één van deze drie mogelijkheden:

• de cel kan zich niet meer delen;
• de cel pleegt zelfmoord;
• de cel gaat zich ongeremd delen, wat kan leiden tot kanker in de vorm van een tumor.

Hoe zag dit onderzoek er precies uit?

In een proefopstelling zijn nanodeeltjes en huidcellen gescheiden door een barriere van andere cellen. Deze bestond uit drie cellagen van zogenaamde “BeWo” cellen, een stam van menselijke kankercellen die veel gebruikt wordt in laboratorium-onderzoek.

De huidcellen die beschadigd raakten waren gewone menselijke cellen zoals ze voorkomen in de huid en in bindwefsel. Ondanks dat ze door een driedubbele laag waren gescheiden van de nanodeeltjes raakten de huidcellen al na een dag beschadigd. Het DNA in zowel de dubbele helix als in enkele strengen was beschadigd. Sommige cellen hadden abnormale chromosoomverdubbelingen.

Het celmembraam van alle cellen in het onderzoek was nog intact en er bevonden zich geen cobaltchroomdeeltjes aan de verkeerde kant van de barriere van “BeWo” cellen. De schade die nanodeeltjes via deze route veroorzaakten is daarom anders dan de schade die ontstaat als cellen direct bestookt worden met nanodeeltjes. In dat geval wordt de celwand mogelijk doorboord.

Wat is het precies gebeurd?

De nanodeeltjes beïnvloedden de eerste laag van de “BeWo” barriere en verstoorden in die cellen de mitochondriën, de onderdelen in een cel waar energie gegenereerd en opgeslagen wordt. Dat zorgde ervoor dat signaalmoleculen zoals het energietransportmolekuul ATP (adenosine triphosphaat) werden vrijgegeven. Die zorgden ervoor dat de celwand zich opende en de volgende cel hetzelfde doormaakte. Dit ging door tot aan de huidcellen. Het DNA daarvan raakte ook beschadigd. Hoe dat in zijn werk ging weten de onderzoekers niet. Het staat vast dat de schade verliep via de signaalmoleculen die cellen onderling gebruiken. In een vervolgonderzoek werden stoffen toegevoegd die deze signaalroutes blokkeren en dit geval raakten de huidcellen niet beschadigd.

Wat weten we nu?

De in het onderzoek gebruikte nanodeeltjes worden weliswaar niet gebruikt in een medische toepassing maar zijn niet bijzonder. Dit fenomeen zou daarom makkelijk door allerlei nanodeeltjes kunnen worden veroorzaakt, denken de onderzoekers. Losse cobalt of losse chroom-ionen veroorzaakten op dezelfde manier schade aan de huidcellen.

Dat de verstoorde signaaloverdracht tussen cellen niet per se aan nanodeeltjes alleen gebonden is, bleek in een vervolgonderzoek dat liet zien dat ook veel grotere deeltjes van de cobalt-chroom-legering hetzelfde effect hadden.

Het ontdekte principe roept de vraag op of kleine deeltjes zoals virussen en prionen (besmettelijk en hardnekkig verkeerd gevouwen stukjes eiwit) mogelijk van hetzelfde mechanisme ook gebruikmaken om cellen buiten hun bereik te beïnvloeden en misschien te beschadigen.

Vervolgonderzoek moet uitwijzen of andere nanodeeltjes hetzelfde effect veroorzaken. Ook zal er worden gekeken of er chemicalien zijn die hetzelfde doen. Een positief punt is dat de ontdekking kansen biedt op de mogelijkheid om medicanele signalen over te brengen dwars door andere lichamelijke barrieres heen zoals de huid, de placenta en de blood brain barrier zonder daarvoor dure transportdrugs te hoeven ontwerpen.

KIJK VOOR HET UITGEBREIDE ARTIKEL OVER NANO-DEELTJES HIER OP WantToKnow.

Nano-deeltjes zijn ook al in vaccins aangebracht, teneinde de werking ervan te bevorderen. Met negatieve effecten op zwangerschap? HIER