Nanokokoisen rautaoksidin genotoksisuuden määritys komeetta- ja mikrotumamenetelmillä in vitro

Abstract

Nanomateriaalit mahdollistavat täysin uudenlaista teknologiaa. Niitä käytetään esimerkiksi paperissa, kemikaaleissa ja kosmetiikassa, joten ne liittyvät yhä useampien ihmisten jokapäiväiseen elämään. Nanomateriaalien tutkimuksella pyritään erottamaan vaarattomien joukosta terveydelle haitalliset materiaalit, jotta esimerkiksi nanomateriaalien parissa työskentelevien työolosuhteita voidaan kehittää entistä turvallisemmiksi.

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia nanokokoisen rautaoksidin mahdollisia genotoksisia vaikutuksia ihmisen keuhkoepiteelisoluissa in vitro. Työ toteutettiin Työterveyslaitoksen nanoturvallisuuskeskuksessa. Se on osa BRASINOEU -projektia, jonka tarkoituksena on tutkia nanomateriaalien turvallisuutta. Tavoitteena oli saada luotettavat tulokset mahdollisista genotoksisista vaikutuksista in vitro.

Opinnäytetyössä käytettiin BEAS 2B- keuhkoepiteelisoluja, jotka viljeltiin ja altistettiin kahdeksalla eri pitoisuudella nanokokoista rautaoksidia. Näytteet analysoitiin komeettamenetelmällä, jolla arvioidaan solun DNA-vauriota ja mikrotumamenetelmällä, jolla nähdään onko solulle aiheutunut kromosomivauriota.

Saadut tulokset viittaavat siihen, että nanokokoinen rautaoksidi saattaa aiheuttaa vaurioita sekä DNA:ssa että kromosomeissa suuremmilla altistuspitoisuuksilla. Pidemmällä altistusajalla on mahdollisesti merkitystä genotoksista vaikutusta lisäävänä tekijänä.

Jotta voidaan tehdä lopulliset johtopäätökset nanokokoisen rautaoksidin mahdollisista haitallisista vaikutuksista, on jatkotutkimuksena tehtävä in vitro -kokeet ainakin kerran. Lisäksi koe-eläimillä tehtävät in vivo -kokeet ovat välttämättömiä.

Engineered nanomaterials enable the use of completely new technological advances. Nanomaterials are used, for example in pulp, paper, chemicals and cosmetics. Thus, nanomaterials are part of our daily life. Nanomaterial research is aiming to ensure the safe use of nanomaterials by distinguishing the ones that might be harmful to both end users of the products and people working with the materials. By these research findings safety measures could be set accordingly.

The purpose of our study was to examine the possible genotoxic effects of iron oxide nanoparticles in human bronchial epithelial cells in vitro. The study was carried out at the Finnish Institute of Occupational Health, Helsinki, Finland and it is a part of a project called BRASINOEU. The aim of BRASINOEU is to examine the safety of nanomaterials. The aim of our study was to get reliable information about the possible genotoxic effects of iron oxide nanoparticles in vitro.

In our study we used BEAS 2B human bronchial epithelial cells. The cells were cultured and exposed to 8 different concentrations of nanosized iron oxide. The samples were analyzed by using comet assay to determine the possible DNA damage, and micronucleus assay to determine the possible chromosomal damage.

Our findings indicate that iron oxide nanoparticles may cause damages both in DNA and chromosomes at higher doses of exposure in BEAS 2B cells in vitro. Longer exposure time seems to be increasing the possible genotoxic effect.

To achieve reliable results more in vitro studies should be performed. For making final conclusions about the possible genotoxic effects of iron oxide nanoparticles also in vivo studies are necessary.