Nanotechnologia jest na tyle nową dziedziną, że nikt nie ma jeszcze pewności, co z niej wyniknie. Wizje przyszłości sięgają od możliwości odtwarzania takich rzeczy, jak diamenty czy artykuły spożywcze, po świat pochłaniany przez samoreplikujące się nanoroboty.

Do niedawna to przyroda była jedynym "wytwórcą" materii molekularnej. W ciągu ostatnich kilku lat nanotechnologia przebiła się do świadomości publicznej, łącząc ze sobą różne obszary nauki. Oczekuje się, że technologia doprowadzi do wielu innowacji, które mogą pomóc w rozwiązaniu wielu problemów, z jakimi boryka się współczesne społeczeństwo.

Produkty oparte na nanotechnologii już są na rynku, między innymi komponenty elektroniczne, farby odporne na zarysowania, sprzęt sportowy, niegniecące i nieplamiące się tkaniny czy emulsje do opalania. Analitycy szacują aktualną wartość rynku takich produktów na setki miliardów euro, a do roku 2015 może ona wzrosnąć do jednego biliona.

To jednak oznacza także, iż potencjalna ekspozycja w miejscu pracy i w miejscach publicznych na wyprodukowane nanocząstki może radykalnie wzrosnąć w najbliższej przyszłości. Wielu naukowców zajmuje się już zagadnieniami toksyczności powiązanymi z rozmaitymi nanocząstkami in vitro oraz in vivo. Aczkolwiek nadal brakuje informacji o względnym zagrożeniu dla zdrowia i środowiska ze strony zmodyfikowanych nanocząstek. Oddziaływanie nanocząstek na układ immunologiczny nadal jest przedmiotem analiz, a badania licznych preparatów nanocząsteczkowych zalicza się zasadniczo do dwóch kategorii: (a) reakcje na nanocząstki modyfikowane specjalnie w celu pobudzania układu immunologicznego i (b) niepożądane skutki uboczne nanocząstek.

Projekt InLiveTox, finansowany w ciągu ostatnich trzech lat przez UE, znacząco rozwinął możliwości testowania nanocząstek in vitro. W ramach przedsięwzięcia położono nacisk na skutki ekspozycji na nanocząstki w jelitach, układzie krążenia i wątrobie. Ekspozycja związana z przyjmowaniem pokarmu jest szczególnie istotna ze względu na obecność nanocząstek w żywności, opakowaniach spożywczych i lekach przyjmowanych doustnie.

W toku projektu opracowano nowy, modularny układ testowy in vitro oparty na automatyce strumieniowej i zademonstrowano jego zastosowanie do modelowania reakcji wybranych tkanek na spożycie nanocząstek. Walidację wyników układu in vitro przeprowadzono w ramach badań in vivo biokinetyki i toksyczności nanocząstek przyjmowanych przez szczury. Tkanki tych zwierząt zostały wykorzystane do zbadania reakcji toksykologicznych, ponownie ze szczególnym uwzględnieniem jelit, układu krążenia i wątroby. Następnie porównano dane z innymi analizami biokinetycznymi, w których wykorzystano podobne cząstki, ale inne drogi ekspozycji (np. poprzez drogi oddechowe). Dane uzyskane in vivo na temat ekspozycji na wstrzyknięcie i spożycie porównano z danymi ze standardowych analiz (statycznych o jednym typie komórek). Opracowany system wykazał nadzwyczajny schemat różnic i podobieństw, zwłaszcza przy analizie zapalenia. Ujawniono wyraźne różnice w fizjologicznym znaczeniu różnych podejść.

To oznacza, że wyniki projektu InLiveTox mogą potencjalnie zmienić sposób, w jaki sektory farmaceutyczny, chemiczny, kosmetyczny i spożywczy testują bezpieczeństwo i efektywność nowych materiałów. Udoskonalone metody mogą przynieść istotne korzyści gospodarcze zarówno poprzez obniżenie kosztów testów w porównaniu do tych, w których wykorzystuje się zwierzęta, jak i poprzez możliwość szybszego wprowadzania na rynek bezpieczniejszych produktów niż dzieje się to za pomocą istniejących metod, przy zachowaniu zgodności z rozporządzeniem REACH.

Technologia opracowana w toku projektu może zapewnić istotną przewagę konkurencyjną jej pierwszym użytkownikom. Można ją wykorzystywać jako narzędzie testowe i badawcze dowolnych cząstek chemicznych w toksykologii i farmakologii. Pod wieloma względami wyniki projektu znacznie przekroczyły oczekiwania, przynosząc fascynującą i innowacyjną technologię, która ma potencjał, by stać się fundamentem nowych produktów w testach in vitro. Na poziomie makro projekt stanowi potwierdzenie konkurencyjnej pozycji europejskich organizacji badawczych na skalę międzynarodową w dynamicznie rozwijającej się dziedzinie testów in vitro.

Konsorcjum zawiązane w odpowiedzi na zaproszenie FP7-NMP-2008-1.3-2 w 7PR to interdyscyplinarna grupa złożona z liderów nanotoksykologii, farmacji i inżynierii na szczeblu europejskim oraz czołowej, amerykańskiej grupy badawczej z Uniwersytetu w Rochester.

Źródło: CORDIS, UE.

Więcej: Intestinal, Liver and Vascular Nanoparticle Toxicity