規制をサポートするためのナノ材料試験のための欧州共通のアプローチの使用：チタンと二酸化ケイ素の代表的なナノ材料のケーススタディ

Use of a common European approach for nanomaterials' testing to support regulation: a case study on titanium and silicon dioxide representative nanomaterials.

• Andrea Zijno
• Delia Cavallo
• Gabriella Di Felice
• Jessica Ponti
• Bianca Barletta
• Cinzia Butteroni
• Silvia Corinti
• Barbara De Berardis
• Jessica Palamides
• Cinzia L Ursini
• Anna M Fresegna
• Aureliano Ciervo
• Raffele Maiello
• Flavia Barone

抄録

欧州連合（EU）は、消費者製品における製造ナノ材料（MNM）の安全な使用を継続的に考慮に入れている。最適化されたプロトコルと方法の選択の使用を含め、MNMを試験するための共通のアプローチの適用は、規制の枠組みをサポートする信頼性の高い比較可能な結果を得るためにますます重要になってきている。本研究では、2つの二酸化チタン（NM100とNM101）と2つの二酸化ケイ素（NM200とNM203）という4つの代表的なMNMを、EU FP7-NANoREGのアプローチを用いて、懸濁液と分散液の調製から特性評価、生物学的影響の最終評価に至るまで試験した。MNM分散液は、洗練されたNANOGENOTOXプロトコールに従って調製し、水/ウシ血清アルブミンおよびin vitro試験に使用した培地中で動的光散乱（DLS）により特性を評価した。潜在的な遺伝毒性効果は、小核およびコメットアッセイを用いてヒト気管支BEAS-2B細胞、およびサイトカイン放出による炎症促進効果を評価した。2つの機能的エンドポイント（プロ炎症性サイトカインおよび一酸化窒素[NO]産生）を用いて、潜在的な自然免疫応答を検出するために、マウスマクロファージRAW 264.7を使用した。MNMsとRAW 264.7細胞との相互作用を電子顕微鏡で調べた。気管支細胞では、染色体損傷は認められず、わずかなDNA損傷と酸化作用が認められた。マウスマクロファージでは、4種類のMNMが腫瘍壊死因子αやインターロイキン6の分泌を低レベルではあるが直接誘導し、リポ多糖誘発性NO産生はチタニアと1種類のシリカのMNMで有意に減少した。このアプローチをMNMの生物学的効果の評価に応用することは、規制当局や産業界の双方にとって有用であると考えられる。

The European Union (EU) continuously takes ensuring the safe use of manufactured nanomaterials (MNMs) in consumer products into consideration. The application of a common approach for testing MNMs, including the use of optimized protocols and methods' selection, becomes increasingly important to obtain reliable and comparable results supporting the regulatory framework. In the present study, we tested four representative MNMs, two titanium dioxides (NM100 and NM101) and two silicon dioxides (NM200 and NM203), using the EU FP7-NANoREG approach, starting from suspension and dispersion preparations, through to their characterization and final evaluation of biological effects. MNM dispersions were prepared following a refined NANOGENOTOX protocol and characterized by dynamic light scattering (DLS) in water/bovine serum albumin and in media used for in vitro testing. Potential genotoxic effects were evaluated on human bronchial BEAS-2B cells using micronucleus and Comet assays, and pro-inflammatory effects by cytokines release. Murine macrophages RAW 264.7 were used to detect potential innate immune responses using two functional endpoints (pro-inflammatory cytokines and nitric oxide [NO] production). The interaction of MNMs with RAW 264.7 cells was studied by electron microscopy. No chromosomal damage and slight DNA damage and an oxidative effect, depending on MNMs, were observed in bronchial cells. In murine macrophages, the four MNMs directly induced tumor necrosis factor α or interleukin 6 secretion, although at very low levels; lipopolysaccharide-induced NO production was significantly decreased by the titania and one silica MNM. The application of this approach for the evaluation of MNM biological effects could be useful for both regulators and industries.

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