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Entwarnung für Lunge? : Fresszellen vertilgen Nanoröhrchen

Kohlenstoff Nanoröhrchen Bild: Universität Basel

Das Wundermaterial der Nanotechnik steht im Verdacht, ähnlich wie Asbest Entzündungen hervorzurufen. Doch das Immunsystem scheint mit den Kohlenstoffzylindern fertig werden zu können - zeigen zumindest Reagenzglasversuche.

          2 Min.

          Einwandige Nanoröhrchen aus Kohlenstoff lassen wegen ihrer besonderen mechanischen und elektrischen Eigenschaften das Herz jedes Werkstoffwissenschaftlers höher schlagen. Doch was bei den einen Begeisterung hervorruft, stößt bei anderen auf Sorge. Denn die nur wenige Nanometer dicken zylinderförmigen Gebilde, die aus einer zusammengerollten Graphitschicht bestehen, stehen im Verdacht, ähnlich wie Asbest schwere Entzündungen in der Lunge hervorzurufen. Das haben zumindest Experimente mit Mäusen, die einer hohen Konzentration an Nanoröhrchen ausgesetzt waren, gezeigt. Erleichterung könnte nun die Entdeckung einer internationalen Forschergruppen bringen. Valerian Kagan von der University of Pittsburgh in Pennsylvania und ihre Kollegen haben herausgefunden, dass Fresszellen unter bestimmten Bedingungen die zylindrischen Gebilden vertilgen.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Enzym zerstört die Nanopartikeln vollständig

          Die Forscher haben entdeckt, dass das Enzym Myeloperoxidase die Kohlenstoffröhrchen im Reagenzglas abbauen kann, wenn man Wasserstoffperoxid hinzugibt. Myeloperoxidase hilft den Zellen des Immunsystems, Krankheitserreger abzutöten. Da beide Substanzen von Fresszellen, den neutrophilen Granulozyten, produziert werden, haben die Forscher Nanoröhrchen anschließend den Abwehrzellen ausgesetzt. Wie Kagan und ihre Kollegen in der Online-Ausgabe der Zeitschrift „Nature Nanotechnology“ (doi: 10.1038/NNANO.2010.44) ) berichten, wurden die einwandigen Kohlenstoffzylinder von den Fresszellen aufgenommen und vollständig abgebaut, was allerdings mitunter Tage dauerte.
          Übrig blieb nur Kohlendioxid und Wasser.

          Ermutigende Ergebnisse

          Die Immunzellen arbeiteten besonders effizient, wenn man die Nanoröhrchen zuvor mit Antikörper behandelt hatte. Die markierten Nanopartikeln wurden innerhalb von zwölf Stunden vernichtet. Im Körper werden Krankheitserreger bei der Immunabwehr mit Antikörper markiert, damit sie von den Fresszellen als fremdartig erkannt und zerstört werden. Die Ergebnisse der amerikanischen Forscher sind ermutigend, obwohl sie bislang nur in der Petrischale ausgeführt wurden. Im nächsten Schritt wollen sie nun im Tierversuch zeigen, dass Fresszellen auch im lebenden Körper mit Nanoröhrchen fertig werden können.

          Vorsicht vor mehrwandigen Zylindern

          Mit ihren Ergebnissen können die Forscher allerdings nicht die Befunde amerikanischer Forscher aus dem vorigen Jahr erklären. hatten entdeckt, dass eingeatmete Nanoröhrchen schwere Entzündungen hervorrufen können. Möglicherweise waren die Tiere einer zu hohen Konzentration an Nanopartikeln ausgesetzt. Vielleicht war auch das Immunsystem der Mäuse nicht in der Lage, die Nanoröhrchen als fremd zu erkennen? Ein Grund dafür scheint die Größe der Nanoröhrchen zu sein. Die Forscher um Kagan verwendeten vergleichsweise kurze Zylinder von wenigen Nanometern Länge. Die Mäuse im vergangenen Jahr waren mehrwandigen, recht langen Nanoröhrchen ausgesetzt gewesen. So ist für die Forscher um Kagan erwiesen, dass lange Nanoröhrchen potentiell gefährlicher sind als kurze Exemplare. Möglicherweise müssen Nanoröhrchen mit Antikörpern versehen werden, damit sie abgebaut werden können. Was ein Hinweis auf eine Therapie sein könnte, falls es zu Beschwerden kommt etwa aufgrund von inhalierten Nanoröhrchen, etwa bei industriellen Herstellung der filigranen Gebilde. Dennoch können die Froscher noch keine Entwarnung geben.

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