Nanopartikel – eine Gefahr für unser Gehirn?

Sie können Bakterien abwehren oder vor UV-Strahlung schützen: Nanopartikel sind winzig klein, aber „oho“. Daher kommen sie in immer mehr Produkten zum Einsatz. Doch gibt es auch Gefahren? Das erklärt Toxikologe Roel Schins im Interview mit bmbf.de.

Nanopartikel kommen in immer mehr Produkten unseres Alltags vor. Über ihre neurotoxische Wirkung ist allerdings noch wenig bekannt.

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Nanopartikel umgeben uns täglich. Wir atmen sie ein, essen sie oder nehmen sie über die Haut auf. Was sind das genau für Stoffe und wo sind sie überall zu finden?

Nanopartikel sind kleiner als 100 Nanometer. Das ist so winzig, dass man sie unter einem normalen Mikroskop nicht erkennen kann. Man unterscheidet zwischen Nanopartikeln, die Produkten gezielt beigesetzt werden und solchen, die unabsichtlich entstehen. So werden Nanopartikel bei Verbrennungsprozessen in der Industrie aber auch im Straßenverkehr freigesetzt. Darüber hinaus gibt es immer mehr Produkte mit Nanomaterialien. Wegen ihrer geringen Größe haben sie eine Reihe nützlicher Eigenschaften. Sie dienen etwa der antibakteriellen Beschichtung oder als UV-Schutz in Sonnencremes.

Dr. Roel Schins ist Toxikologe am Leibniz-Institut für umweltmedizinische Forschung. Er entwickelt für Testsysteme für die Risikoprüfung neuer Substanzen. © Privat

Können diese Stoffe uns auch krank machen?

Es gibt vermehrt Hinweise darauf, dass sich Nanopartikel in verschmutzter Luft negativ auf unser Gehirn auswirken können. So haben Beobachtungsstudien gezeigt, dass Menschen, die an vielbefahrenen Straßen leben und diese Luft permanent einatmen, ein erhöhtes Risiko für eine Alzheimer-Erkrankung haben. Toxikologische Untersuchungen müssen nun belegen, ob ein direkter kausaler Zusammenhang besteht. Dies erforschen wir momentan an unserem Institut. Wir fragen uns aber auch, ob Nanopartikel in Produkten schädliche Auswirkungen auf unser Gehirn haben können.

Diesen Zusammenhang untersuchen Sie in Ihrem aktuellen Projekt aus der InnoSysTox-Förderung des BMBF. Was haben Sie bisher herausgefunden?

Wir haben mehrere Nanomaterialen untersucht. Auffälligkeiten konnten wir bei Nanosilber feststellen. Diese Substanz wird zum Beispiel für Waschmittel oder Zahnbürsten verwendet, weil sie Bakterien abtötet. Wir sehen zunächst keine hochgiftigen Effekte. Aber wir haben beobachtet, dass die Gehirnzellen auf Silberpartikel reagieren. Wir können natürlich noch nicht sagen, ob das zu Erkrankungen führen kann. Diesen Hinweisen müssen wir in weiteren Untersuchungen nachgehen. Geklärt werden müsste auch noch, ab welcher Menge die Aufnahme von Nanosilber gefährlich sein könnte. Dafür prüfen wir zusammen mit unseren Projektpartnern, wie viele Silberpartikel im Gehirn ankommen können.

Was ist das Ziel Ihrer Forschung?

Es ist noch zu wenig darüber bekannt, ob Nanopartikel giftig für Nervenzellen und -gewebe sind. Wir möchten dazu beitragen, diese Wissenslücke zu schließen. Wir entwickeln ein innovatives Testsystem an Zellkulturen, das mögliche Effekte von Nanomaterialien auf das Gehirn verlässlich abschätzen kann. Dafür analysieren wir bestimmte molekulare Prozesse in Nervenzellen unter Einfluss der Nanopartikel. Das können zum Beispiel Veränderungen der Proteinstruktur oder der Zellmembran sein. Wir schauen uns viele verschiedene Veränderungen in der Zelle gleichzeitig an und suchen dabei nach Mustern, die charakteristisch für die Entstehung bestimmter Krankheitsbilder sind. Mit solchen zell-basierten Testsystemen könnten wir künftig auch Tierversuche ersetzen.

Können Sie das genau erklären?

Bevor neue Substanzen zugelassen werden, muss überprüft werden, ob sie gesundheitsschädlich sind. Das ist gesetzlich vorgeschrieben. Dabei kommen teilweise noch Tierversuche zum Einsatz. Wenn alternative Testsysteme sich als ebenso verlässlich erweisen, können sie die Tierversuche jedoch überflüssig machen.

Warum gibt es trotz der vorgeschriebenen Prüfung neuer Stoffe immer noch Risiken für die Verbraucher?

Toxikologische Tests können leider nicht immer hundertprozentige Sicherheit liefern. Wir haben es hier mit komplexen Wirkungsmechanismen zu tun, die teilweise noch nicht aufgeklärt sind. So kann nicht ausgeschlossen werden, dass eine neue Substanz auf den Markt gelangt, die sich erst hinterher als gesundheitsschädlich erweist. Jedoch hat sich in der Toxikologie in den vergangenen Jahrzehnten viel getan. Aus dem „Asbest“-Fall haben wir gelernt. Dennoch ist es wichtig, dass wir unsere Testsysteme kontinuierlich weiterentwickeln und jedem neuen Verdacht sofort nachgehen.

Herr Schins, wir danken Ihnen für das Gespräch.