Nanopartikel schwärmen für entzündete Blutgefäße

Weltweit sterben jährlich etwa sieben Millionen Menschen an Luftverschmutzung, die meisten aufgrund von ischämischer Herzkrankheit und Schlaganfall. Was mit den in der Luft enthaltenen Nanopartikeln passiert, nachdem sie eingeatmet wurden, untersuchten Dr. Mark R. Miller­ vom Centre for Cardiovascular Science an der University of Edinburgh und seine Kollegen am Beispiel von feinstem Goldpulver. Dieses eignet sich gut, weil es im Körper keine Reaktionen auslöst.

In gleich mehreren Szenarien testeten die Wissenschaftler die Wege der Nanopartikel: So inhalierten 14 Probanden zwei Stunden lang Luft mit ca. 4 nm bzw. 34 nm großen Gold­molekülen. Im Blut ließen sie sich bereits nach 15 Minuten nachweisen. Sogar noch drei Monate später waren in Blut und Urin Spuren enthalten. Bei zehn Teilnehmern lagerte sich außerdem das Gold in den Gefäßen zu bis zu 52 nm großen Agglomeraten zusammen.

Je kleiner die Teilchen, desto penetranter

Im Mausmodell testeten die Forscher dann, welche Rolle die Größe der einzelnen Moleküle spielt. Mausmutanten ohne Apolipoprotein-E-Gen, die als Atherosklerose-Modelle gelten, erhielten 2–200 nm große Partikel. Umso kleiner das Gold, umso mehr war in Blut und Urin enthalten. Grundsätzlich löste es eine leichte Entzündung der Atemwege aus und reicherte sich u.a. in Alveolen, Makrophagen und im atherosklerotischen Plaque im Aortenbogen an.

Im letzten Setting erhielten zwölf Patienten, einen Tag bevor sie sich einer Endarteriektomie unterzogen, vier Stunden lang Luft mit 5 nm Partikeln. Die Op. zeigte, dass sich das Gold an Stellen vaskulärer Inflammation sammelte. Laut den Autoren lassen sich die Ergebnisse auch auf andere Elemente übertragen. Diese können dann z.B. das Risiko für einen Myokardinfarkt erhöhen. Vorsicht sei auch für Nanopartikel, die in der Medizin zum Einsatz kommen, geboten.

Miller MR et al. ACS Nano 2017: online first