Translocation of gold nanoparticles across tissue barriers: aspects of translocation, biodistribution and elimination

Denne ph.d.-afhandling er udført på Anatomisk Institut, Aarhus Universitet, og Det Nationale Forskningscenter for Arbejdsmiljø, København.

Nanoteknologien udvikler sig hurtigt, og nye aplikationsfelter åbnes inden for farmaci, elektronik, fødevareindustri, kosmetik og material science . Det stigende antal produkter, som er baserede på nanopartikler, vil uundgåeligt øge mængden af nanopartikler i miljøet. Hvis de anvendte nanopartikler har uheldige toksikologiske profiler, kan denne udvikling blive stærkt problematisk for det moderne samfund. Formålet med nærværende projekt var at undersøge, om guldnanopartikler translokeres over musens vævsbarrierer, hvor de akkumuleres, og hvordan de elimineres. Mus blev eksponeret for guldnanopartikler intravenøst, intraperitonealt, intratrakealt og peroralt, og dyrene blev fulgt i tidsrum på op til seks måneder. Lever, nyrer og andre organer blev analyseret for tilstedeværelsen af guldnanopartikler både kvalitativt og kvantitativt. Til histokemisk påvisning af nanopartiklerne i vævssnit blev der anvendt autometallografi. Teknikken muliggør både lys- og elektronmikroskopisk analyse af vævet. Den kvantitative analyse blev udført med inductively coupled plasma mass spectrometry og neutron activation analysis . Analyserne viste, at det primære akkumulerende organ for cirkulerende guldnanopartikler er leveren. Histologisk ses nanopartikler i leverens makrofager også kaldet Kupffer-celler. Milten er det næstvigtigste organ for opsamling af guldnanopartikler, og også her findes nanopartiklerne akkumuleret i makrofager. I resten af kroppen var der enten ingen nanopartikler eller kun spor af dem. Elimination af guldnanopartikler fra leveren blev fundet at være uhyre langsom, og resultatet giver grundlag for den hypotese, at nanopartikler vil persistere i den humane lever i årevis. Også efter intraperitoneal eksponering ophobes guldnanopartiklerne alt overvejende i leveren og milten. Efter peroral eksponering fandt vi ingen guldnanopartikler i leveren hos mus, forsøgene må tydes derhen, at translokationen igennem tarmvæggen kun foregår i et betydningsløst omfang. Intratrakeale instillationer førte til meget lav grad eller ingen translokation af guldnanopartikler til den systemiske cirkulation. Vores generelle konklusion er, at guldnanopartikler kun meget vanskeligt penetrerer kroppens beskyttende epitel. Men efter parenteral administration ophobes partiklerne i leveren, hvor de tilbageholdes i meget lang tid. Injektion af stabile nanopartikler bør derfor kun foretages efter en nøje vurdering af de risici, som deres langsomme elimination i et af kroppens vigtigste organer medfører.