Comment les nanoparticules inhalées contribuent aux maladies vasculaires
Comment les nanoparticules inhalées contribuent aux maladies vasculaires
référence
Miller MR, Raftis JB, Langrish JP, et al. Les nanoparticules inhalées s'accumulent dans des lieux de maladies vasculaires. acs-nano . 2017; 11 (5): 4542-4552.
Objectif
pour déterminer si les nanoparticules inhalées provoquent directement une maladie cardiovasculaire (MCV) en se déplaçant sur les poumons ou en déclenchant simplement des réactions inflammatoires systémiques.
Draft
Cet article rapporte les résultats d'un certain nombre d'expériences cliniques et animales, qui visent à répondre à une question spécifique de la façon dont les nanoparticules contribuent aux maladies cardiovasculaires. Dans chaque étude, les participants ont été exposés à des nanoparticules d'or soit par inhalation (humains), soit en instillation directe par la trachée (souris), suivie d'échantillons de sang, d'urine ou de tissu.
participant
sur la première étude (n = 14 hommes) et la deuxième (n = 19) a pris une partie volontaire humaine saine; Les participants à la troisième étude humaine étaient des patients qui avaient récemment subi un accident cardiovasculaire et pour qui une artère carotide était planifiée (n = 12). La première expérience avec des rongeurs comprenait des souris normales; La seconde concernait les souris apolipoprotéines-e-knockout (apoe - / -), qui avaient été alimentées avec un régime riche en graisses pour accélérer le développement de lésions athérosclérotiques.
Interventions
Dans toutes les expériences, les participants ont été exposés à des nanoparticules d'or, mais la taille des particules et la durée de l'exposition variaient. Les participants de la première tentative d'humains ont été exposés à une moyenne de 3,8 nm de particules pendant 2 heures; Dans la deuxième étude sur l'homme, 10 petites particules (~ 4 nm) et 9 grandes particules (34 nm) ont été exposées. Dans la première expérience animale, les souris ont été exposées à différentes tailles de 2 à 200 nm; Dans la deuxième expérience animale, les souris ont été exposées à 5 particules de 5 nm sur 5 semaines. Dans la troisième étude humaine, 3 des 12 patients ont été suspendus pendant 4 heures avant l'opération.
Les connaissances de cette étude peuvent nous aider à éviter une augmentation de la morbidité en favorisant la mise en œuvre de pratiques de fabrication et de manutention sécurisées pour réduire l'exposition accidentelle. ont été utilisées car elles ont une taille similaire à celle par combustion, mais ont une faible activité biologique; Ils sont également plus faciles à mesurer. Étant donné que les valeurs d'or endogènes dans le sang sont faibles, les chercheurs ont pu supposer que tout matériau prouvé a été obtenu expérimentalement. Concentrations de nanoparticules d'or dans le sang, l'urine et la plaque carotide (expérience animale 2 et expérience humaine 3). La teneur en or a été déterminée au moyen de la spectroscopie de masse plasmatique inductive inductive à haute résolution (HR-ICPMS) et de la microscopie Raman. L'or a été détecté dans le sang de sujets sains, qui ont été exposés à des nanoparticules inhalées en 15 minutes, et étaient toujours disponibles 3 mois après l'exposition. Après inhalation de particules plus petites (4–5 nm), les concentrations étaient significativement plus élevées par rapport aux particules (30+ nm) plus grandes. Dans le cas des souris, l'accumulation dans les particules plus petites (<10 nm) était significativement plus grande que dans la plage plus grande (10–200 nm). Les nanoparticules d'or de préférence dans les zones à inflammation plus forte dans les expériences humaines et animales, en particulier dans les lésions vasculaires. Les auteurs concluent que les nanoparticules d'or inhalées passent rapidement dans le cycle systémique et s'accumulent dans des lieux d'inflammation vasculaire. Cela fournit un mécanisme direct qui explique le lien entre les nanoparticules liées à l'environnement et les maladies cardiovasculaires. Ces dernières années, diverses études ont signalé des relations significatives entre l'exposition inhalative aux nanoparticules des gaz du véhicule et la morbidité et le risque de mortalité. Nous avons maintenant une explication décente pour pourquoi et comment cela se produit. De plus, la croissance rapide de la production et de l'utilisation des nanomatériaux a le potentiel d'augmenter considérablement l'exposition des humains. Les connaissances de cette étude peuvent nous aider à éviter une augmentation de la morbidité en favorisant la mise en œuvre de pratiques de fabrication et de manutention sécurisées afin de réduire l'exposition accidentelle. Jusqu'à présent, notre compréhension d'un mécanisme d'action qui expliquerait l'association des maladies cardiovasculaires a été rudimentaire. Cet article favorise notre compréhension et met certainement en garde contre la prudence. Les auteurs ont montré que les nanoparticules inhalées chez l'homme passent dans la circulation chez l'homme et que les particules s'accumulent dans des lieux d'inflammation vasculaire. La translocation des particules semble dépendre de la taille, avec une plus grande translocation et accumulation de nanoparticules plus petites. Des études antérieures montrent que l'exposition aiguë aux gaz d'échappement diesel chez les personnes en bonne santé et chez les patients atteints de cardiopathie coronarienne provoque un dysfonctionnement vasculaire, une thrombose et une ischémie myocardique. Paramètre cible
Résultats
Implications cliniques
Mais il n'était pas clair comment cela s'était produit. Il est connu que les particules inhalées sont déposées profondément dans les poumons et déclenchent le stress oxydatif et l'inflammation.
3
indique que les médiateurs inflammatoires déclenchés par ces particules entrent dans le cycle général et influencent le risque de maladie. D'autres croient que les nanoparticules eux-mêmes pénètrent dans l'épithélium alvéolaire et entrent dans la circulation et contribuent directement aux maladies.Bien que les résultats de cette présente étude fournissent une explication convaincante sur la façon dont le risque de MCV peut être lié à l'exposition aux nanoparticules dans l'environnement, il n'indique qu'une explication possible de celle de Bakian et al Seestadt,
6 ou des résultats d'une étude d'observation par le pouvoir et al. Ces 2 publications indiquent que les nanoparticules pénètrent non seulement dans le cycle général, mais passent également la barrière hémato-encéphalique et déclenchent également des maladies mentales.
Cette étude ne démontre pas de connexion causale. Les données montrent seulement que les nanoparticules s'accumulent dans des lieux de maladies vasculaires; Ils ne prouvent pas que les nanoparticules provoquent ou aggravent les MCV.
Les résultats de cet article et des études similaires devraient s'inquiéter de nos patients qui souffrent de MCV ou pour qui il y a un risque. La limitation de l'exposition aux nanoparticules inhalées, en particulier les gaz d'échappement diesel, peut aider à limiter la progression de la maladie. Cependant, il existe également des sources d'exposition moins évidentes aux nanoparticules. Le nombre de nanoparticules dans notre environnement quotidien continue d'augmenter. Par exemple, seulement quelques encre de toner qui sont utilisées lors de l'impression à la maison et au bureau seraient reconnus comme des dangers pour les MCV, mais ils libèrent des nanomatériaux (qui sont utilisés pour améliorer les performances du toner) et étaient associés à des problèmes respiratoires.
Cet article élargit notre compréhension des problèmes causés par le diesel et d'autres par les produits de la combustion des combustibles fossiles. La taille et le nombre de particules dans l'air peuvent finalement être plus importants que la masse absolue, car les particules plus petites peuvent représenter une menace plus importante. Cet article nous attire également conscience du danger potentiel qui suppose une variété de nanos de substances qui sont considérées comme bénignes, non pas en raison de leurs composants chimiques, mais en raison de leur taille et de leur capacité à se déplacer, puis s'accumulent aux taches inflammatoires.