Наночастицы диоксида титана вызвали генетические повреждения у мышей

Комплексное исследование ученых из Онкологического центра Джонсона при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) показало, что наночастицы диоксида титана (TiO₂), содержащиеся в косметике, солнцезащитных кремах, красках и витаминах, вызывают системные генетические повреждения у мышей.

Наночастицы TiO₂ индуцировали одно- и двуцепочечные разрывы ДНК, вызывали хромосомные повреждения и воспаление — все это повышает риск развития рака. По словам Роберта Шистла, старшего автора исследования, профессора патологии, радиационной онкологии и наук об окружающей среде, это первое исследование, демонстрирующее такой эффект наночастиц.

Попав в организм, наночастицы TiO₂ накапливаются в различных органах, так как тело не способно их вывести. Из-за своего малого размера они могут проникать повсюду, даже внутрь клеток, и потенциально вмешиваться в субклеточные механизмы.

Исследование опубликовано на этой неделе в журнале Cancer Research.

Ранее эти наночастицы считались нетоксичными, поскольку не вызывают химической реакции. Однако, как пояснил Шистл, генетические повреждения вызывает взаимодействие поверхности наночастиц с их окружением — в данном случае внутри организма мыши. Они перемещаются по телу, вызывая окислительный стресс, который может привести к гибели клеток.

«Это новый механизм токсичности, физико-химическая реакция, которую вызывают эти частицы, в отличие от обычных химических токсинов — традиционных объектов токсикологических исследований», — отметил Шистл.

«Новый принцип заключается в том, что сам по себе титан химически инертен. Однако, когда частицы становятся progressively меньше, их поверхность, в свою очередь, становится progressively больше, и при взаимодействии этой поверхности с окружающей средой индуцируется окислительный стресс», — сказал он. «Это первое комплексное исследование генотоксичности, индуцированной наночастицами диоксида титана, возможно, вызванной вторичным механизмом, связанным с воспалением и/или окислительным стрессом. Учитывая растущее использование этих наночастиц, эти выводы вызывают обеспокоенность в отношении потенциальных опасностей для здоровья, связанных с воздействием».

Производство наночастиц TiO₂ — огромная индустрия, отметил Шистл, с объемом около двух миллионов тонн в год. Помимо красок, косметики, солнцезащитных средств и витаминов, эти наночастицы содержатся в зубной пасте, пищевых красителях, пищевых добавках и сотнях других средств личной гигиены.

«Возможно, что определенная доля спонтанных раковых заболеваний связана с этим воздействием», — сказал Шистл. «И некоторые люди могут быть более чувствительны к воздействию наночастиц, чем другие. Я считаю, что токсичность этих наночастиц изучена недостаточно».

Шистл отметил, что наночастицы не могут проникнуть через кожу, поэтому он рекомендует использовать солнцезащитный крем (лосьон). Солнцезащитные спреи потенциально могут вдыхаться, и наночастицы могут оседать в легких.

Мыши получали наночастицы TiO₂ с питьевой водой, и генетические повреждения у них начали проявляться на пятый день. Эквивалентное воздействие для человека составляет около 1,6 года работы в производственной среде с наночастицами. Однако, по словам Шистла, неясно, увеличивается ли обычное, повседневное воздействие на людей экспоненциально при постоянном контакте с наночастицами с течением времени.

«Эти данные позволяют предположить, что мы должны быть обеспокоены потенциальным риском развития рака или генетических нарушений, особенно для людей, профессионально подвергающихся воздействию высоких концентраций наночастиц диоксида титана, и что, возможно, было бы разумно ограничить их попадание в организм через несущественные лекарственные добавки, пищевые красители и т.д.», — говорится в исследовании.

Далее Шистл и его команда планируют изучить воздействие наночастиц на мышей с дефицитом репарации ДНК, чтобы, возможно, найти способ предсказать, какие люди могут быть особенно чувствительны к ним.