Наночастицы в загрязнённом воздухе, дыме и нанопродуктах серьёзно влияют на здоровье

Новое исследование учёных из Тринити-колледжа в Дублине установило, что воздействие наночастиц может серьёзно влиять на здоровье, связывая его с ревматоидным артритом и развитием других серьёзных аутоиммунных заболеваний. Результаты, опубликованные в международном журнале Nanomedicine, имеют значение для безопасности производства, использования и утилизации нанотехнологических продуктов и материалов. Также были выявлены новые клеточные мишени для разработки потенциальных лекарственных терапий.

Загрязнение окружающей среды, включая углеродные частицы из выхлопных газов, курение и длительное вдыхание пыли различного происхождения, признаны факторами риска, вызывающими хроническое воспаление лёгких. Связь между курением и аутоиммунными заболеваниями, такими как ревматоидный артрит, также установлена. Новое исследование вызывает серьёзную озабоченность в отношении аналогичных рисков, создаваемых нанопродуктами, которые при ненадлежащем обращении могут способствовать появлению новых типов загрязнителей воздуха.

Команда по наномедицине и молекулярной визуализации под руководством профессора молекулярной медицины Юрия Волкова исследовала, существует ли общий механизм, способствующий развитию аутоиммунных заболеваний в человеческих клетках после воздействия широкого спектра наночастиц с разными физическими и химическими свойствами.

Учёные применили широкий спектр наноматериалов, включая ультрадисперсный технический углерод, углеродные нанотрубки и частицы диоксида кремния размером от 20 до 400 нанометров, к клеткам человека, полученным из слизистой оболочки дыхательных путей, и к клеткам фагоцитарного происхождения. Параллельно исследователи из Национального института охраны труда (США) провели исследования на мышах, подвергавшихся хроническому вдыханию воздуха, загрязнённого одностенными углеродными нанотрубками.

Результат был ясным: все типы наночастиц в обоих исследованиях вызывали идентичный ответ в человеческих клетках и в лёгких мышей, проявляющийся в специфическом превращении аминокислоты аргинина в молекулу цитруллина. Это может привести к развитию аутоиммунных состояний, таких как ревматоидный артрит.

При превращении в цитруллин человеческие белки, содержащие эту модифицированную аминокислоту, перестают функционировать правильно и подвергаются уничтожению иммунной системой. Запрограммированная на избавление от цитруллинированных белков, иммунная система может начать атаковать собственные ткани и органы, вызывая аутоиммунные процессы.

Профессор Волков отмечает: «Исследование устанавливает чёткую связь между аутоиммунными заболеваниями и наночастицами. Предотвращение или вмешательство в процесс цитруллинирования выглядит многообещающей мишенью для разработки будущих профилактических и терапевтических подходов».