(Phys.org)—Nanotechnologie is zo'n nieuwe innovatie dat niemand echt zeker weet wat er van zal komen. Voorspellingen variëren van het vermogen om dingen als diamanten en voedsel te reproduceren, naar de wereld die wordt verslonden door zelfreplicerende nanorobots.

Tot voor kort, de natuur was de enige "fabrikant" van moleculaire materie. De laatste jaren echter, nanotechnologie is het publieke bewustzijn binnengedrongen, verschillende wetenschapsgebieden samenbrengen. De technologie zal naar verwachting leiden tot innovaties die kunnen helpen bij het aanpakken van veel van de problemen waarmee de huidige samenleving wordt geconfronteerd.

Op nanotechnologie gebaseerde producten zijn al op de markt, inclusief elektronische componenten, krasvrije verf, sportuitrusting, kreuk- en vlekbestendige stoffen en zonnecrèmes. Analisten schatten dat de markt voor dergelijke producten nu honderden miljarden euro's waard is en tegen 2015 zou kunnen stijgen tot een biljoen.

Dit betekent echter ook dat de potentiële beroepsmatige en publieke blootstelling aan vervaardigde nanodeeltjes in de nabije toekomst dramatisch zou kunnen toenemen. Veel onderzoekers hebben zich al beziggehouden met toxiciteitsproblemen die verband houden met verschillende nanodeeltjes in vitro en in vivo. Echter, informatie die het relatieve gezondheids- en milieurisico van kunstmatige nanodeeltjes beschrijft, ontbreekt nog steeds. De effecten van nanodeeltjeseigenschappen op het immuunsysteem worden nog onderzocht, en studies van veel nanodeeltjespreparaten vallen over het algemeen in twee categorieën:(a) reacties op nanodeeltjes die specifiek zijn aangepast om het immuunsysteem te stimuleren en (b) ongewenste bijwerkingen van nanodeeltjes.

Het InLiveTox-project, die de afgelopen drie jaar door de EU is gefinancierd, heeft het vermogen van in vitro testen van nanodeeltjes aanzienlijk verbeterd. Het project richtte zich op de impact van blootstelling aan nanodeeltjes op de darm, cardiovasculaire systeem en lever. Blootstelling via ingestie is met name relevant vanwege de opname van nanodeeltjes in voedsel, voedselverpakkingen en orale medicijnen.

Het project ontwikkelde een nieuw modulair op fluïdica gebaseerd in vitro testsysteem en demonstreerde het gebruik ervan om de respons van geselecteerde weefsels op de inname van nanodeeltjes te modelleren. De resultaten van het in vitro systeem werden gevalideerd door een in vivo onderzoek naar de biokinetiek en toxiciteit van nanodeeltjes bij inname bij ratten. Weefsels van deze dieren werden gebruikt om toxicologische reacties te onderzoeken, opnieuw gericht op de darm, cardiovasculaire systeem en lever. Deze gegevens werden vervolgens vergeleken met andere biokinetische onderzoeken met vergelijkbare deeltjes, maar andere blootstellingsroutes (bijv. via de luchtwegen). Vergelijking van de gegevens werd in vivo verkregen over blootstelling door injectie en ingestie met gegevens verkregen uit standaard (statisch, enkele celtype) testen. Het ontwikkelde systeem vertoonde een opmerkelijk patroon van verschillen en overeenkomsten, vooral bij het bestuderen van ontstekingen. Er waren duidelijke verschillen in de fysiologische relevantie van de verschillende benaderingen.

Dit betekent dat de resultaten van het InLiveTox-project het potentieel zouden kunnen hebben om de manier waarop farmaceutische, chemisch, cosmetica- en voedingssector testen de veiligheid en efficiëntie van nieuwe materialen. De verbeterde methoden kunnen aanzienlijke economische voordelen opleveren, zowel door verlaging van de testkosten in vergelijking met het gebruik van dieren, maar ook door de mogelijkheid om veiligere producten sneller op de markt te brengen dan bestaande methoden en tegelijkertijd te voldoen aan de REACH-wetgeving.

De technologie die in dit project is ontwikkeld, kan een aanzienlijk concurrentievoordeel opleveren voor early adopters. Het kan worden gebruikt als test- en onderzoeksinstrument in de toxicologie en farmacologie voor elke nieuwe chemische entiteit. In veel opzichten overtroffen de resultaten van het project de verwachtingen, het leveren van een opwindende en innovatieve technologie die het potentieel heeft om nieuwe productontwikkelingen op het gebied van in vitro testen te ondersteunen. Op macroniveau is het project bevestigt de internationale concurrentiepositie van de Europese onderzoeksorganisaties op het zich snel ontwikkelende gebied van in vitro testen.