Принципы оценки потенциального воздействия наноматериалов на здоровье человека: элементы стратегии скрининга

Быстрое распространение множества различных искусственно созданных наноматериалов (материалов, спроектированных и изготовленных так, чтобы хотя бы один их размер составлял не более 100 нм) ставит перед регулирующими органами сложную задачу выявления опасности. Фонд исследований Международного института наук о жизни и Институт наук о риске создали экспертную рабочую группу для разработки стратегии скрининговой оценки опасности искусственно созданных наноматериалов. В докладе группы представлены элементы такой стратегии, а не подробный протокол испытаний. На основании оценки ограниченных доступных данных предложена общая стратегия сбора информации, применимая на раннем этапе разработки процесса оценки риска наноматериалов. Рассмотрены пероральный, кожный, ингаляционный и инъекционный пути воздействия, поскольку в зависимости от характера применения наноматериалы могут поступать в организм любым из них. Стратегия скрининговой оценки токсичности включает три основных элемента: физико-химические характеристики, исследования in vitro (на клеточных и бесклеточных системах) и исследования in vivo. Высока вероятность того, что биологическая активность наночастиц зависит от физико-химических параметров, которые обычно не учитывают при скрининговых исследованиях токсичности. Для понимания токсического действия исследуемых материалов могут иметь значение размер частиц и распределение частиц по размеру, степень агрегации, форма, кристаллическая структура, химический состав, площадь поверхности, химические свойства поверхности, поверхностный заряд и пористость. Методы in vitro позволяют выделять и исследовать отдельные биологические и механистические пути в контролируемых условиях, что невозможно при исследованиях in vivo. Предлагаются тесты для оценки токсичности в местах первичного поступления — лёгких, коже и слизистых оболочках, — а также токсического действия на органы-мишени: эндотелий, кровь, селезёнку, печень, нервную систему, сердце и почки. Рассматривается и оценка на бесклеточных системах стойкости наночастиц, их взаимодействия с белками, активации системы комплемента и прооксидантной активности. Предлагаются исследования in vivo первого уровня для оценки воздействия через лёгкие, перорального и кожного воздействия, а также воздействия при инъекционном введении; для воздействия через лёгкие предусмотрены и исследования второго уровня. Исследования первого уровня включают оценку маркеров воспаления, окислительного стресса и пролиферации клеток в месте первичного поступления, а также в отдельных отдалённых органах и тканях. Исследования второго уровня при воздействии через лёгкие могут включать оценку отложения частиц, их транслокации, токсикокинетики и биологической персистенции; изучение эффектов повторных воздействий; оценку возможного влияния на репродуктивную систему, плаценту и плод; использование альтернативных моделей животных и механистические исследования.