Betydelsen av laterala dimensioner hos grafenoxid vid induktion och reparation av DNA-skada
Forskare i Storbritannien undersökte om grafenoxidets (GO) laterala dimensioner har en roll i utvecklandet av genotoxicitet hos möss. De visade att upprepade exponeringar med mikrometriskt GO var mer genotoxiskt jämfört med enstaka exponeringar, då upprepad exponering ledde till utveckling av ihållande lunginflammation. Dessa fynd har stor betydelse för bedömning av hälsofara och trygg användning av dessa material på arbetsplatser.
Under de senaste 15 åren har grafenbaserade material fått stor industriell betydelse. I synnerhet har potentiella tillämpningar av grafenoxid (GO) inom olika ekonomiskt betydelsefulla sektorer belysts, inklusive den biomedicinska industrin. På grund av sin storlek och form kan tvådimensionella ark av GO lätt ombildas till aerosoler. Med tanke på den toxikologiska profilen av andra konstgjorda kolnanomaterial, har man fokuserat på att utvärdera effekten av GO-exponering via luftvägarna.
Syftet med studien av Luna et al. var att undersöka huruvida GO kan inducera långvariga DNA-skador i lungvävnad hos möss. För en bättre mekanistisk förståelse av GO-effekterna utvärderade de betydelsen av dos och tid, samt effekten av enstaka exponering (hög dos) jämfört med upprepade exponeringar (låg och hög dos) för GO av både mikro- och nanometer storlek.
Resultaten från studien visar att omfattningen av DNA-skador som uppstod i lungvävnaden hos mössen berodde dels på materialets laterala dimensioner, samt dels på dos och tillvägagångssätt för exponeringen. GO-ark med dimensioner i nano området inducerade inga permanenta DNA-skador, oavsett dos eller exponeringstid. Däremot uppstod ihållande skador på DNA efter upprepade exponeringar för höga doser av GO-ark med mikrometer dimensioner.
En snabb återhämtning observerades dock efter engångsexponering för GO-ark av mikrometerdimension, vilket belyser betydelsen av upprepad exponering för utveckling av varaktiga DNA-skador. En kontinuerlig närvaro av flerkärniga (fuserade) makrofager, kopplade till en kronisk exponering för GO av mikrometerstorlek, var associerad med DNA-skador efter 3 månader. Inflammation och oxidativ stress var huvudmekanismer involverade i både induktion av DNA-skador i lungvävnaden och återhämtning.
Denna studie ger en grund för en bättre förståelse av nyckelelementen som styr både utvecklingen och reparation av DNA-skador i muslungor efter exponering för GO-ark. Resultaten betonar särskilt betydelsen av GO-arkens laterala dimensioner, vilket kommer att vara en avgörande faktor för risk klassificeringen av dessa material och för utformandet av säkrare tvådimensionella material för framtida kommersiella tillämpningar.
de Luna LAV, Loret T, Fordham A, Arshad A, Drummond M, Dodd A, Lozano N, Kostarelos K, Bussy C. Lung recovery from DNA damage induced by graphene oxide is dependent on size, dose and inflammation profile. Part Fibre Toxicol. 2022 Sep 21;19(1):62. doi: 10.1186/s12989-022-00502-w. PMID: 36131347; PMCID: PMC9490925.
Källa: Prof. Harri Alenius, KI
Åsikterna i detta referat är expertens och representerar inte nödvändigtvis SweNanoSafes ståndpunkt.
0 kommentarer