Bacteriën worden resistent, waardoor de delicate natuurlijke balans in de war wordt geschopt.

Nanodeeltjes zijn minuscule deeltjes die slechts enkele honderden atomen groot zijn. Tegenwoordig zijn ze in tal van producten terug te vinden. Denk bijvoorbeeld aan tandpasta, verf, textiel, plastic en zonnebrandcrème. In de afgelopen twintig jaar is de nano-technologie met grote sprongen vooruitgegaan. Maar dit heeft ook een keerzijde. Zo komen steeds meer van deze nanodeeltjes in de natuur terecht. En deze superkleine deeltjes blijken een veel grotere impact op het milieu te hebben dan wetenschappers hadden voorzien.

Meer over nanodeeltjes
Je kunt eigenlijk ieder materiaal op de nanoschaal maken. Dus hoeveel stoffen zijn er? Duizenden. Zoveel nanomaterialen zijn er in theorie ook te maken, zelfs meer. Je kunt ze namelijk op verschillende grootte maken en in verschillende vormen. Het ene nanodeeltje is rond, het andere heeft de vorm van een ster of een naaldje. Of ze zijn beiden stervormig, maar gemaakt van titaniumdioxide of zilver. Het enige dat nanodeeltjes eigenlijk met elkaar gemeen hebben is hun minuscule schaal: van 1 tot 100 nanometer.

Impact
Steeds meer wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat sommige nanodeeltjes schadelijk zijn voor mens en milieu. Ondanks de zorgen die wetenschappers omtrent nanodeeltjes hebben, blijft het gebruik ervan toch jaarlijks toenemen. Linksom of rechtsom komen ze vervolgens in het milieu terecht. Lange tijd was onduidelijk wat voor langetermijneffecten deze deeltjes daar precies teweegbrengen. En dat terwijl dat eigenlijk ontzettend belangrijk is. “In de loop van de geschiedenis zijn materialen en chemicaliën zoals asbest of DDT (een insectenverdelger, red.) vaak niet grondig getest,” zegt onderzoeksleider Erin Carlson. “Later bleek dat ze grote problemen in de omgeving veroorzaakten.” Daarom zijn goede testen hoognodig.


Studie
Onderzoekers besloten in een nieuwe studie gepubliceerd in het vakblad Chemical Science meer duidelijkheid te scheppen over wat het effect van minuscule nanodeeltjes precies is op het moment dat ze in de natuur terechtkomen. Maar op goed nieuws moet je maar niet rekenen. Sterker nog, die impact op het milieu is veel groter dan gedacht. “Deze studie is een waarschuwingssignaal dat we voorzichtig moeten zijn met nieuwe materialen,” zegt hoofdauteur Erin Carlson. “Ze kunnen grote veranderingen in het milieu teweegbrengen.”

Bacterie
De onderzoekers stelden de veelvoorkomende, niet-ziekteverwekkende bacterie Shewanella oneidensis bloot aan een specifiek soort nanodeeltje dat wordt gebruikt bij het maken van oplaadbare batterijen. Shewanella oneidensis komt voor in meren en kan leven in zowel zuurstofrijke, als zuurstofarme omgevingen. De onderzoekers testten de bacteriën over een lange periode. Daarbij bestudeerden ze of en hoe de microben zich over meerdere generaties konden aanpassen als ze constant werden onderworpen aan nanodeeltjes. Uiteindelijk ontdekte het team dat de bacteriën resistent werden; ze waren duidelijk in staat om in de loop van de tijd steeds hogere dosissen tot zich te nemen zonder het loodje te leggen. Dit betekent dat de fundamentele biochemie en biologie van de bacterie veranderde.

Balans
“Hoewel een nanodeeltje niet gelijk giftig hoeft te zijn voor een microbe, kan het toch gevaarlijk zijn,” benadrukt onderzoeker Stephanie Mitchel. Waarom? “Bacteriën komen veel voor in meren en in de bodem, waar een delicate balans van organismen heerst,” legt Carlson uit. “Andere organismen voeden zich met deze microben (de Shewanella oneidensis, red.), waardoor dit een groot effect kan hebben op de voedselketen. De resistente bacteriën kunnen overigens ook andere effecten hebben waar we op dit moment nog niet eens weet van hebben.”


De onderzoekers zijn nog niet van plan hun studie te staken. In vervolgonderzoek willen ze de langetermijneffecten van andere door de mens gemaakte nanomaterialen op verschillende organismen bestuderen. “Onze huidige studie onthult nieuwe informatie over het effect dat sommige nanodeeltjes hebben op levende organismen om ons heen,” stelt onderzoeker Michelle Bushey. “Deze ontdekking op het raakvlak tussen chemie en biologie is een eerste stap in de richting van de ontwikkeling van nieuwe duurzame materialen en werkwijzen. Bovendien biedt het de basis voor mogelijk herstel.”