Een van de grootste ideeën bij de behandeling van ziekten is materiaal dat zo klein is dat het niet eens zichtbaar is. Minuscule gouddeeltjes – de grootte van meerdere atomen – worden aangeprezen als voertuigen om medicijnen precies daar te sturen waar ze nodig zijn in het lichaam, het minimaliseren van bijwerkingen en de benodigde dosering.

Maar een recent UWM-onderzoek heeft uitgewezen dat, hoewel gemanipuleerde gouden nanodeeltjes aantrekkelijk zijn voor slimme medicijnafgifte, ze hebben een keerzijde:een groot potentieel om de vruchtbaarheid van een vrouw te verstoren.

"We noemen ze een opkomende klasse van nieuwe hormoonontregelaars, zei Reinhold Hutz, hoogleraar biologische wetenschappen. "Deze studie is de eerste die kijkt naar de toxische effecten van gouden nanodeeltjes in levend eierstokweefsel, dus het is zeer vroeg bewijs."

Hormoonontregelaars zijn chemicaliën die, zelfs in sporenhoeveelheden, verwarren het ingewikkelde hormonale berichtensysteem, het veranderen of onderbreken van een breed scala aan normale celactiviteiten.

Ze omvatten pesticiden, weekmakers in voedselcontainers en vlamvertragers toegepast op kleding. Elk kan op verschillende manieren giftig zijn voor mensen.

De UWM-studie was een van de eerste die nanodeeltjes als hormoonontregelaars onderzocht.

Nanodeeltjes zijn overal

Begrijpen hoe gouden nanodeeltjes het lichaam beïnvloeden, is belangrijk omdat ze beginnen te worden gebruikt voor medicijnafgifte bij mensen, zei Jeremy Larson, een voormalig masterstudent bij de afdeling Biologische Wetenschappen die veel van het onderzoek deed.

Ook, nanodeeltjes van verschillende materialen, niet alleen goud, komen steeds vaker voor als ingrediënten in consumentenproducten, variërend van voedselverpakkingen tot artikelen voor persoonlijke verzorging, zoals zonnebrandmiddelen.

Larson stelde vast dat gouden nanodeeltjes de productie van progesteron beïnvloedden, een geslachtssteroïde hormoon dat de productie van oestrogeen en testosteron beïnvloedt. Hoewel de verandering subtiel was, hij zei, het werd gedetecteerd met een bedrag van 200, 000-voudig lager dan de dosis voor klinisch gebruik.

"De biochemische route die we hebben geëvalueerd, genaamd steroïdogenese, is groot, "zei Larson. "Het omvat niet alleen de productie van progesteron en oestrogeen, maar ook aanmaak van stresshormonen en andere producten, afhankelijk van het weefseltype."

Dat betekent dat het mogelijk is dat nanodeeltjes andere lichaamsfuncties dan reproductie kunnen veroorzaken die oestrogeen, zoals het immuunsysteem en het functioneren van de hersenen.

Hutz en Larson werkten aan het onderzoek samen met het toxicologielab van Michael Carvan aan de School of Freshwater Sciences van UWM. Carvan's lab en het Children's Environmental Health Sciences Core Center zorgden voor de financiering.

Kleinere nanodeeltjes kunnen meer schade aanrichten

Larson, Carvan en Hutz beperkten hun onderzoek tot de effecten in eierstokweefsel, maar andere studies bij ratten hebben aangetoond dat gouden nanodeeltjes die zijn afgezet in mannelijke voortplantingsorganen testosteron kunnen veranderen.

Er is veel meer onderzoek nodig om een ​​vollediger beeld te krijgen van de gezondheidseffecten van nanodeeltjes. Dat werk zal tijd kosten, zei Hutz.

"Omdat nanodeeltjes allemaal in grootte variëren, samenstelling en gedrag, ze zullen één voor één moeten worden onderzocht, " hij zei.

Een ander obstakel voor het bestuderen van nanodeeltjes is dat op atomaire schaal, moleculen gedragen zich anders dan in bulk.

"Er zijn niveaus van complexiteit, "Zei Larson. "Normaal gesproken, hoe kleiner het nanodeeltje, hoe groter het potentieel om te interageren met de omgeving."

Hutz gelooft dat de deeltjes minder schadelijk zouden zijn als hun chemische structuren werden aangepast om hun activiteit in de cellen te beperken.