Súlyos egészségügyi következményekhez, többek között gyulladásos és autoimmun betegségekhez vezethet, ha valakit hosszabb időn át érnek a nanorészecskék hatásai. A Trinity College Dublin kutatói tanulmányukat a Nanomedicine című tudományos folyóiratban tették közzé. Eredményeiknek jelentősége lehet a nanotechnológiai termékek és anyagok gyártásában, használatában és végleges elhelyezésében is.
A közlekedésből származó koromszemcsék, a cigarettafüst és a por hosszabb időn át tartó belélegzése a tüdő krónikus gyulladásához vezethet, ahogyan a dohányzás és az autoimmun betegségek kialakulása között is kapcsolat áll fenn. Az ír és amerikai kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy a nanotechnológiai termékek milyen hatással vannak az élő sejtekre, és milyen egészségügyi kockázatot hordoz, ha az emberek ki vannak téve ezeknek.
Yuri Volkov vezetésével azt vizsgálták meg, hogy a különböző fizikai és kémiai tulajdonságú nanorészecskék miként hatnak az ember légúti nyálkahártyájából származó sejtekre, illetve az idegen részecskék eltakarítására szolgáló fagocitákra. Kísérleteikhez ultrafinom grafitot, szén nanocsöveket és szilícium-dioxidot használtak fel, amelyek szemcsemérete 20 és 400 nanométer között volt. Ezzel egyidejűleg az Egyesült Államok munkabiztonsággal és munkaegészséggel foglalkozó országos intézetében (NIOSH) egérkísérletekben elemezték, hogy a szén nanocsövekkel szennyezett levegő tartós belégzése milyen hatással van az állatokra.
Mindkét vizsgálatsor eredménye egyértelmű és meggyőző volt. A nanorészecskék minden típusa azonos választ váltott ki az emberi sejtekben és az egerek tüdejében: az arginin nevű természetes aminosav átalakult citrullinná, egy nem természetes aminosavvá, amely ellen nagyobb eséllyel termelődik autoimmun ellenanyag. Ez a citrullinálási folyamat vezethet olyan autoimmun állapotok kialakulásához, mint a sokízületi gyulladás.
A folyamat során azok a humán fehérjék, amelyek a módosult aminosavat tartalmazzák, a továbbiakban nem működnek megfelelően, így a szervezet idegenként ismeri fel, és megtámadja őket. Miközben az immunrendszer csak a citrullint tartalmazó fehérjétől kívánna megszabadulni, valójában saját szöveteit és szerveit támadja meg, ami autoimmun folyamatot vált ki.
Volkov szerint a kutatási eredmények azt igazolják, hogy egyértelmű a kapcsolat az autoimmunk betegségek és a nanorészecskék között. A kutató ugyanakkor úgy véli, hogy a citrullinálási folyamat megállítható vagy megelőzhető, így elképzelhető, hogy új terápiákat dolgozhatnak ki akár a reumás sokízületi gyulladásra, akár más autoimmun betegségekre.