מאת:ד"ר אשר פרדו, מנהל מחלקת מחקר של המוסד לבטיחות ולגיהות
תאריך:28/01/2015
למעלה מ- 1000 מוצרים המיוצרים ע"י תעשיות הננוטכנולוגיה רשומים כמוצרי צריכה. חלקיקים מהונדסים בגודל ננומטרי (nanoparticles) מחומרים שונים מהווים חומרי גלם בתעשיה זו וביניהם חלקיקים המבוססים על סיליקה אמורפית המנוצלים בתעשייה הביו-רפואית. תגובתם של חלקיקי ננו עם הגוף החי והסיכונים הבריאותיים מעיסוק עם החלקיקים היא נושא למחקר רב מעצם פערי הידע ואי הוודאות הקיימים בנושא זה בתעשיה הצעירה הזו.
עבודה משותפת שנערכה בטכניון ע"י חוקרים מהמעבדה לחקר ליפידים בפקולטה לרפואה ומכון המחקר ומהמרכז למצויינות במדע החשיפה ובריאות סביבתית הניבה מחקר חדש המראה כי חלקיקים ננומטריים של סיליקה אמורפית גורמים להגברת היווצרותם של חומרים שיש להם חלק בהתפתחות טרשת בעורקי הדם. בתהליך הטרשת חלה הצטברות של חומר ניווני בדופן הפנימית של עורקי הדם, בעל תכולה של ליפידים (כולסטרול וחומצות שומניות), רקמת חיבור סיבית, סידן ותאים בולענים (מקרופגים). צוות החוקרים בהובלתם של פרופ. מיכאל אבירם וד"ר לורן פטריק הראה שינוים ברעילות תאית, עקה חימצונית, כולסטרול וחומצות שומן בתרבית של תאים בולענים (מקרופגים) שהודגרו עם חלקיקי סיליקה אמורפית בגודל ננומטרי.
להבדיל מסיליקה גבישית, חלקיקי הסיליקה בהם השתמשו במחקר הם חלקיקים של סיליקה אמורפית (hydrophilic fumed silica – סיליקה נפוחה הידועה גם בשם המסחרי אארוסיל) המיוצרים בתהליך של אידוי ופירוליזה של סיליקון ארבע-כלורי או חול קוורץ בלהבה בטמפרטורה של Cº3000. חלקיקים אלה יוצרים גם תלכידים (אגרגטים ואגלומרטים). תאים בולענים בהם השתמשו במחקר מייצגים תאים של עורקים. אלו עלולים לפתח מצבים דלקתיים בהם נוכחים מקרופגים נושאי שומנים אשר יחד עם עקה חימצונית מתפתחים לתאי קצף ומהווים תשתית לטרשת עורקים מוקדמת. רמות החשיפה בתאים נבחרו כדי לשקף פוטנציאל חשיפה לחלקיקי ננו לאורך תקופת חיי עבודה.
בניסויים שנערכו נבדקו מדדים ורכיבים שונים המהווים ביטוי לחיות התא, תגובה ציטוטוקסית, שינוי בפוטנציאל הממברנה של המיטוכונדריה בתא, ומנגנון עקה חימצונית בתא. רמת הליפידים (כולסטרול וטריגליצרידים), קצב הביוסינתיזה והפירוק של חומצות שומן, ופעילות אנזימתית הקשורה במטבוליזם של חומצות שומן נבדקו כדי לעמוד על מידת ההשפעה של חלקיקי הסיליקה על הווצרות חומרים אלו. כמו כן נערכו מבחנים לבדיקת שינויים אפשריים בחומר הגנטי בתא, בסינתיזת חלבונים ובפעילות אימונולוגית המערבת הכרת חלבונים ספציפיים (אנטיגנים) ע"י נוגדנים.
המחקר גילה כי חלקיקי סיליקה אמורפית אכן נקלטים ע"י תאים בולענים ומשרים רעילות תאית ויצירת רכיבים שהם תוצאה של עקה חימצונית. שינויים המצביעים על איבוד מסה של חלבוני תא, תמותת תאים על רקע נמקי עקב פגיעה בשלמות הממברנה, ועלייה ברכיבים המאפיינים נזק של עקה חימצונית היו מובהקים בהשוואה לממצאים בתאי בקורת והראו יחסי מנה-תגובה. חלקיקי הסיליקה גרמו לעלייה של 63% ברמות הכולסטרול בתאים בהשוואה לתאי בקורת, כמו גם לעלייה ברמת חומצות השומן ולעיכוב הפעילות האנזימטית להידרוליזה של חומצות אלה.
ממצאי המחקר מצביעים על יכולתם של חלקיקי סיליקה ננומטריים, אליהם נחשפים עובדים וציבור רחב דרך הנשימה, לעורר יצירת משקעים של חומר בתאים שכדוגמתו שוקע גם בעורקי דם וגורם לבעיות קרדיווסקולריות. ממצאים אלה ואחרים מדגישים את הצורך בהגנה על העובד בעבודות ותהליכים בהם נפלטים חלקיקים ננומטריים, הן מהונדסים (ננוטכנולוגיה) והן כתוצרי קצה ולוואי. המחקר תומך בראיות אחרות לפיהן חלקיקים על-עדינים (ultrafine particles) בעלי גודל ננומטרי הנמצאים בזיהום אוויר קשורים להתפתחות של טרשת עורקים.
מקור: