Kun väitöskirjatutkija Giusy del Giudice analysoi laajaa tietoaineistoa nanomateriaaleihin kohdistuvasta molekyylivasteesta, hän löysi epigeneettisen, esi-isiltämme peräisin olevan puolustusmekanismin.

Mekanismi selittää, kuinka lajit eri lajit ajan myötä sopeutuvat tämäntyyppiseen altistumiseen.

Bioinformatiikan professorin Dario Grecon koordinoiman tutkimuksen tulokset on julkaistu Nature Nanotechnology -tiedelehdessä.

”Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että nanohiukkasille on olemassa erityinen vaste, joka liittyy niiden nano-ominaisuuksiin”, sanoo Greco, joka toimii myös Fhaiven johtajana.

Greco ehdottaa myös ratkaisua yksi kemikaali – yksi vaste -ongelmaan, joka toistaiseksi rajoittaa toksikogenomiikan käyttöä kemikaaliturvallisuuden arvioinnissa.

Hiukkaset vaikuttavat myös immuunipuolustukseen

Tutkimuksen vaikutukset ulottuvat toksikologian alaa laajemmallekin.

Covid 19 -pandemia osoitti, että immuunivasteen aktivoitumisella on iso merkitys virusinfektion lopputuloksen ennustamisessa. Koronan vaikutukset väestöön olivat vakavampia alueilla, joilla ilmansaasteita oli eniten.

Dario Grecon mukaan tutkimuksen tulokset paljastavat tärkeän yhteyden eliöiden peruspuolustusmekanismien ja niiden immuunitoimintojen ymmärtämisen välillä: mikä tahansa lääkkeille tai viruksille altistuminen tai tulehdus jättää jäljen immuunijärjestelmään, ja jälki vaikuttaa jatkossa elimistön reagointitapaan.

”Meillä on nyt todisteita, että hiukkasetkin pohjustavat immuunijärjestelmäämme”, Giusy del Giudice sanoo.

”Hiukkasten ja immuunijärjestelmän aktivoitumisen välinen yhteys on äärimmäisen tärkeä, ja se voi johtaa ratkaiseviin epidemiologisiin vaikutuksiin.”

Nanotuotteiden määrä lisääntyy koko ajan

Nanoteknologialla on tärkeä rooli monilla aloilla biolääketieteestä energiantuotantoon. Modernit nanomateriaalit sisältävät hiukkasia, joiden koko on vain 1–100 nanometriä eli kolmannes ihmisen hiuksen paksuudesta.

Nanomateriaaleja hyödynnetään jo tuhansissa kuluttajatuotteissa, ja määrä kasvaa jatkuvasti. Materiaalien terveys- ja ympäristövaikutusten testaaminen perinteisillä eläin- tai in vitro -kokeilla on hidasta ja työlästä.

”Emme voi testata kaikkia uusia nanomateriaaleja kaikilla mahdollisilla lajeilla. Tarvitsemme innovatiivisia tapoja arvioida mahdollisia vaarallisia tuotteita luotettavasti ja mahdollisimman nopeasti”, Greco korostaa.

(Kuvituskuva Giusy del Giudice) Koronapandemia nosti esiin myös planetaarisen terveyden käsitteen: kaikki maapallon elävät organismit ovat yhteydessä toisiinsa, ja vaikutukset yhteen lajiin leviävät ennen pitkää myös muihin. Tuore tutkimus avaa mahdollisuuden laatia integroituja malleja, jotka ennustavat kemiallisen altistuksen vaikutuksia useisiin lajeihin kerralla.