Auswirkung von ZnO- und Ag-Nanopartikeln auf die epitheliale Barrierefunktion humaner Nasenschleimhautzellen

Einleitung Die Integrität der Barrierefunktion nasaler Epithelzellen ist für die Abwehr von Schadstoffen essenziell. Zinkoxid (ZnO) und Silber (Ag) sind Substanzen, die häufig für die Herstellung von Nanomaterialien verwendet werden, sodass eine Exposition von respiratorischen Epithelzellen auch im Alltag wahrscheinlich ist.

Methoden Humane Nasenschleimhautzellen wurden mit ZnO- und Ag-Nanopartikeln (NP) in subzytotoxischen Dosen inkubiert. Die Integrität der epithelialen Barrierefunktion wurde durch Messung des transepithelialen Widerstandes (TEER) bestimmt und die Permeabilität wurde mit dem FITC-Dextran-Test quantifiziert. Mit RT-PCR wurde die Expression von Zellkontaktproteinen gemessen.

Ergebnisse Nach NP-Exposition nahm der transepitheliale Widerstand konzentrationsabhängig ab, gleichermaßen stieg die Permeabilität. Die Expression von Occludin, Claudin-1 und Cadherin sank mit steigender Konzentration, wobei diese Effekte nach Exposition mit ZnO-NP stärker waren im Vergleich zu Ag-NP.

Diskussion Die Verarbeitung von Materialien im Nanometerbereich in Alltagsprodukten ist die Hauptexpositionsquelle des Menschen. Zytotoxizität und Genotoxizität von ZnO-NP in humanen Nasenschleimhautzellen konnte bereits nachgewiesen werden, jedoch gibt es bisher nur wenige Studien zu den Auswirkungen subzytotoxischer Dosen auf die Nasenschleimhautbarriere. Es ist bekannt, dass Luftschadstoffe Atemwegserkrankungen verschlimmern und die Allergenität verschiedener Stoffe verstärken können. ZnO- und Ag-NP haben ebenfalls das Potenzial, durch eine Schädigung der epithelialen Barrierefunktion bei entsprechender Prädisposition eine Aggravation allergischer Symptome auszulösen.

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Article published online:
12 May 2023