Zytotoxische Effekte von Kohlenstoffnanoröhren auf humane Nasenschleimhautzellen – eine vergleichende Analyse verschiedener Testverfahren

Einleitung

Nanopartikel (NP) finden aufgrund ihrer einzigartigen physikochemischen Eigenschaften in einer Vielzahl von Industriezweigen und in der Medizin Anwendung. Trotz ihrer breiten Einsatzmöglichkeiten steht die Risikoforschung noch am Anfang. Kohlenstoffnanoröhren (CNT) werden hauptsächlich inhaliert, daher sind toxikologische Untersuchungen an Atemwegsmodellen erforderlich.

Material und Methode

Für die Untersuchung wurden Nasenschleimhautbiopsien von 28 Patienten mit und ohne chronische Rhinosinusitis in vitro kultiviert. Die Kohlenstoffnanoröhren (CNT) wurden in Konzentrationen von 1 bis 100 µg/ml für 24 Stunden submerged appliziert. Zur Bestimmung der Zytotoxizität wurden drei unabhängige Methoden eingesetzt: der MTS-Assay zur Messung der metabolischen Aktivität sowie der LDH-Assay und der Trypanblau-Ausschlusstest zur Bestimmung der Membranintegrität.

Ergebnisse

Es zeigte sich in alle Testverfahren eine dosisabhängige Reduktion der Zellvitalität bei steigender CNT-Konzentration. Ab einer Konzentration von 100 µg/ml CNT zeigten sich inkonsistente Ergebnisse zwischen den Testverfahren. Während der MTS-Assay eine signifikante Zytotoxizität nachwies, konnte weder der LDH-Assay noch der Trypanblau-Ausschlusstest eine Toxizität in dieser Konzentration bestätigen.

Diskussion

Diese Studie ist die erste, die die Zytotoxizität von CNT auf humane, primäre Nasenschleimhautepithelzellen mit mehreren unabhängigen Testverfahren untersucht. Die Diskrepanz der Ergebnisse in der höchsten untersuchten Konzentration unterstreicht die Notwendigkeit standardisierter Testverfahren. Angesichts der Tatsache, dass die Nasenschleimhaut das primäre Kontaktorgan bei verschiedenen Expositionsszenarien darstellt, besteht ein dringender Bedarf an weiteren Studien.

Nein