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In vitro-Test zur Risikoabschätzung von Nanopartikeln in Lebensmitteln

 

Das Antiklumpmittel Siliciumdioxid E551 wird bereits seit 50 Jahren in vielen Bereichen der Nahrungsmittelindustrie sowie in Zahnpasta verwendet. Hanspeter Naegli und sein Team zeigen mit diesem Projekt, dass Siliciumdioxid Nanopartikel, die bisher als unbedenklich galten, im Magen-Darm-Trakt Entzündungen hervorrufen können.

Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

Siliciumdioxid E551 sorgt dafür, dass Trockennahrungsmittel wie etwa Fertigsuppen oder Würzpulver, rieselfähig bleiben. Das ultrafeine Pulver wird aus Quarzsand gewonnen und galt bisher als unbedenklich. In diesem Projekt untersuchte das Team von Hanspeter Nägeli die Auswirkungen von Siliciumdioxid auf dendritische Zellen. Diese Zellen sind in der Schleimhaut des Magen-Darm-Traktes eingebettet und sind die Wächter der Immunabwehr unseres Verdauungssytems. Sie aktivieren das Immunsystem, wenn krankmachende Keime auftauchen und stellen gleichzeitig sicher, dass Nahrungsmittelbestandteile und harmlose Darmbakterien von unserem Körper toleriert werden und keine Abwehrreaktion auslösen. Die Forscher prüften, ob die Siliciumdioxid Nanopartikel mit ruhenden dendritischen Zellen interagieren und ob sie das Gleichgewicht zwischen Immunabwehr und -toleranz stören können.

Resultate

Dendritische Zellen wurden aus Knochenmarkstammzellen von Mäusen gewonnen und danach verschiedenen Nanomaterialien ausgesetzt, die in der Lebensmittelindustrie üblicherweise eingesetzt werden. Die Untersuchungen zeigten, dass dendritische Zellen durch Siliciumdioxid Nanopartikel aktiviert wurden und begannen, ein entzündungsregulierendes Signalmolekül (Interleukin-1β) auszuscheiden. Diese Wirkung der Nanopartikel auf die dendritischen Zellen wurde bestätigt durch den Nachweis verschiedener Markierungen, die dendritische Zellen auf ihrer Oberfläche präsentieren, sobald sie aktiviert sind. Titanium- und Eisennanopartikel, die ebenfalls in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden, lösen in den gleichen Experimenten keine Aktivierung der Immunzellen aus.

Bedeutung

Mit diesem Projekt wurde ein In-Vitro-Test entwickelt, mit dem die biologische Aktivität von Nanomaterialien in Lebensmitteln analysiert werden kann. Die Resultate zeigen, dass synthetische Siliciumdioxid-Nanopartikel zu einer entzündlichen Reaktion im Darm führen können. Diese Erkenntnisse legen nahe, dass die Konzentration von Siliciumdioxid-Nanopartikeln in Lebensmittelzusatzstoffen reduziert werden sollte. Als Nächstes müssen In-Vivo-Untersuchungen und Vergleiche mit Daten zur menschlichen Exposition folgen.

Originaltitel

Food-borne nanomaterials: dysregulation of gut-associated immunity – Development of an in vitro test for risk assessment (Acronym: Food N'Immunity)

Projektleitung

  • Prof. Hanspeter Nägeli

Weitere Gesuchstellende

  • Prof. Mark Suter
  • Dr. Peter Wick

 

 

Weitere Informationen zu diesem Inhalt

 Kontakt

Prof. Hanspeter Nägeli Institut für Veterinärpharmakologie und –toxikologie Universität Zürich Winterthurerstrasse 260 8057 Zürich +41 44 635 87 63 hanspeter.naegeli@vetpharm.uzh.ch