Dat nanodeeltjes van zeldzame-aardoxiden leiden tot longklachten, komt doordat ze je fosfolipiden aanvreten. Van tevoren coaten met fosfaten is de voor de hand liggende oplossing, schrijven UCLA-onderzoekers in ACS Nano.

Tot nu toe was alleen bekend dát mijnwerkers en mensen die veel werken met zeldzame aarden, daar soms longfibrose aan overhouden. Dat is een chronische ziekte waarbij de longfunctie wordt beperkt door de vorming van extra bindweefsel, als gevolg van ontstekingen.

Tian Xia, Andre Nel en collega’s denken nu te weten hoe dat komt. Bekend was al dat die nanodeeltjes in de longen worden opgepikt door gespecaliseerde immuuncellen, de zogeheten macrofagen. Die pakken élke ongerechtigheid in in een zogeheten lysosoom, een bolletje van fosfolipiden.

De onderzoekers hebben nu in vitro uitgeprobeerd wat er gebeurt als je die nanodeeltjes blootstelt aan de stoffen die ze binnenin zo’n lysosoom tegenkomen, bij de relatief lage pH die in zo’n lysosoom heerst. En dan blijkt dat ze de aanwezige aminozuren links laten liggen, maar wél de fosfaatgroepen aanvreten die de bekleding vormen van de wand van het lysosoom. Het levert complexen van fosfaten en zeldzame aarden op, die zich aan het nanodeeltje hechten tot dat er uitziet als een soort zeeëgel.

Proeven met tien verschillende zeldzame-aardoxiden gaven telkens hetzelfde beeld te zien.

Die zeeëgeltjes zijn waarschijnlijk minder erg dan het feit dat hierdoor gaten in de lysosomen vallen en de zure inhoud naar buiten kan, inclusief enzymen die geacht worden om die inhoud af te breken. Biochemisch gesproken is dit nadrukkelijk niet de bedoeling: het leidt tot signaalcascades die uiteindelijk ontstekingen in het longweefsel in de hand werken.

Proeven met muizen bevestigen het beeld. Laat ze nanolanthaanoxide inademen en hun longen worden beschadigd. Titanium behoort niet tot de zeldzame aarden, en met nanotitaandioxide zie je het schadelijke effect inderdaad niet. Het bewijst in elk geval dat je met zeldzame aarden extra moet uitkijken omdat ze chemisch anders reageren dan de rest

Voorzie je de nanolanthaandeeltjes van tevoren van een goed dekkende fosfaatcoating, dan hebben de muizen óók nergens last van.

Of die nanodeeltjes daarna nog doen waarvoor ze ontworpen zijn, zal wel afhangen van de taak die je er voor in gedachten had.

bron: C&EN