Publicerad 2021-06-10

This post is also available in English

Tommy Cedervall om nanopartiklar, toxicitet och vetenskapsteater

Det som började med en insikt om krokodiler i Sydafrika, har idag utvecklats till studier på fiskar i Sverige. Tommy Cedervall forskar om nanopartiklar och dess toxicitet när de frigörs i naturen. Inte minst riskerna med nanoplast är under lupp i forskningsprogrammet Mistra Environmental Nanosafety.

När Tommy Cedervall 2005 gjorde sin forskartjänst vid University College Dublin och på biokemi vid Lunds universitet, med fokus på nanosäkerhet, såg en laboratorieanställd i Lund ett program om krokodiler i en flod i Sydafrika. Krokodilerna dog av fettbrist under vintrarna trots att de hade sin fettrika svans. Det visade sig finnas en fabrik uppströms som släppte ut nanopartiklar. Exemplet fångade forskargruppens intresse.

– Vi fick inte arbeta med krokodiler så vi började jobba med plankton, alger och fiskar. Vi såg att nanopartiklarna togs upp i vävnaden och färdades uppåt i näringskedjan och påverkade fiskarnas fettnivåer och beteende. Fiskarna blev slöare, fick svagare jaktinstinkter och trots att de led av hunger var de mindre benägna att leta mat och äta än kontrollgrupperna, förklarar Tommy Cedervall.

Idag är Tommy Cedervall forskare vid biokemi och strukturbiologi vid Lunds universitet och programchef för forskningsprogrammet Mistra Environmental Nanosafety. Nyfikenhet och slump – så beskriver han ingången till sin forskarbana. Egentligen pluggade han till lärare, men när han insåg att han inte fick tillgodoräkna sig kurser inom matematik och biologi hoppade han av och började i stället studera biologi. När Tommy Cedervall vid ett tillfälle följde med en studentkompis på ett besök hos en professor som arbetade med streptokocker blev de två erbjudna doktorandtjänster direkt på plats. Nyfikenheten fick honom att tacka ja och han började sin bana som proteinkemist inom medicinsk kemi. Ett antal år senare, under sin forskartjänst vid Lunds universitet och University College Dublin och fallet med krokodilerna, studerade han nanopartiklar och protein och kom in allt mer på ekotoxicitet. Han var med och öppnade upp området gällande proteincorona, ett fält som nu har vuxit stort.

– Proteincorona är en yta av protein som bildas på nanopartiklarna när de kommer in i biologisk vätska, och påverkar hur kroppen uppfattar partiklarna och hur länge de stannar i kroppen, förklarar Tommy Cedervall.

Nanoplastens påverkan

Forskningsprogrammet Mistra Environmental Nanosafety startade 2014 och under den första fasen diskuterades coronaformationer, vad de innebär för nanopartiklarna och vad det innebär när partiklarna släpps ut i miljön samt hur dess toxicitet förändras. De diskussionerna har legat till grund för den nuvarande andra fasen av programmet.

– Vi vill se mer på de olika kemiska förändringarna av partiklarna – vad som händer när de kommer ut i naturen. Hur binds partiklarna i organiskt material och omgivning, vilka aggregeringar och formeringar av corona kan det leda till och hur påverkar det toxiciteten? Vår forskning handlar både om naturvetenskap med fokus på vattenmiljö, men vi har också ett stort arbetspaket med fokus på regleringar av nanopartiklar.

Det ställs regleringar och krav på industrin att göra livscykelanalyser på nanopartiklar, vilket är en stor utmaning för tillverkare och importörer. Inom Mistra Environmental Nanosafety byggs och drivs nu en nanodatabas om reglering. Programmet tittar också på hur riskbedömning som metod kan ses över så att den även omfattar befintliga data om toxicitet och ekotoxicitet och därmed kan ge beslutsfattare betydelsefulla resultat.

Tommy Cedervalls egen forskning fokuserar just på att testa toxiciteten på olika nanopartiklar och de gör nu studier på nanoplast. För på samma sätt som det bildas ett proteincorona i biologisk vätska bildas en så kallad bio-/ecocorona runt nanopartiklar i miljön. Forskarna testar nu partiklarnas toxicitet med och utan corona.

Ett tidigare experiment testade i vilka koncentrationer nanoplaster och andra partiklar är genom att studera hur de påverkar daphnier, ett slags djurplankton. De fann att en speciell sorts polystyren-nanopartiklar, som inte påverkade daphnierna i så stor utsträckning i höga koncentrationer under en kort exponeringstid, däremot påverkade daphnierna negativt i lägre koncentrationer under en längre exponeringstid, med dödlig utgång.

– Vi vet ännu inte hur nanoplast påverkar naturen. När vi producerade den allra första artikeln som visade hur fiskarna påverkades av nanoplast fick den stor uppmärksamhet då man inte trott att nanoplast skulle hamna i naturen. Nu letar man febrilt efter sätt att detektera de plaster vi förväntar oss ska finnas i naturen. Personligen är jag orolig när det gäller nanoplast, samtidigt är plast ett fantastiskt material med stor nytta och jag är glad över den kunskapsutveckling som nu sker på området.

Vetenskapsteater värdefullt för forskarna

Den största utmaningen för Mistra Environmental Nanosafety är nu att koppla den naturvetenskapliga delen till den regulatoriska och samhällsvetenskapliga delen, anser Tommy Cedervall. Industrin är intresserad men på grund av rådande pandemi har de steg gällande innovation och intressentdialoger inte kunnat ta fart på riktigt. Industrin är också intresserade av hur nanomaterial uppfattas i samhället. Tommy Cedervall hänvisar till mindre undersökningar som Lunds universitet har gjort och som visar att människor generellt är positiva till nanoteknik men negativt inställda till nanopartiklar.

– Rannsakar vi oss själva hänger det ihop med hur vi beskriver nanoområdet i kommunikation med allmänheten. Nanoteknik uppfattas som positivt för det för tankarna till nya solfångare och medicin, medan nanopartiklar är baksidan av teknologin.

Vid sidan av Mistra Environmental Nanosafety samarbetar Tommy Cedervall och forskare vid Lunds universitet med teatergruppen Sagohuset. I projektet Den rätta vägen, plast på gott och ont som omfattar vetenskapsteater och workshops berättar forskarna om nanopartiklar och en teatergrupp tolkar vetenskapen och resultaten i föreställningar för gymnasieskolor.

– Det är väldigt roligt! Och väldigt värdefullt för oss som forskare då det kommer helt nya frågeställningar än de vi möts av vanligtvis. Det är en oerhört spännande process där vi får förklara vår forskning på ett annorlunda och djupare sätt. Jag har involverat hela min forskargrupp och det är ett kitt som många uppskattar.