Inhalatietoxicologie is de discipline die zich bezig houdt met het bestuderen van nadelige effecten op het lichaam door het inademen van stoffen. Gedegen kennis van het gedrag van stoffen (gassen, dampen, deeltjes, vezels) in lucht is daarbij essentieel. Dit maakt het ook tot een zeer speciale vorm van toxicologie. Inhalatietoxicologie combineert kennis van o.a. fysica, chemie, techniek, wiskunde en biologie om te kunnen begrijpen hoe de relaties liggen tussen een externe concentratie, de interne blootstelling en toxische effecten van een agens. Om studies in het laboratorium uit kunnen voeren is voor inhalatietoxicologie een aanzienlijke knowhow nodig voor gecontroleerd doseren van cellen, weefsels, proefdieren of vrijwilligers die binnen de universiteit Utrecht potentieel aanwezig is. De leerstoel inhalatietoxicologie zal zich richten op de toxicologie van deeltjes en vezels aanwezig in de lucht. Daarbij onderscheid ik 4 aandachtsgebieden: nanotechnologie, luchtverontreiniging, alternatieven en toxicokinetiek.

Nanotechnologie
Wereldwijd is er bijzonder veel aandacht voor de mogelijke risico’s van producten die via nanotechnologie worden gemaakt. De zorg richt zich op de onbekende eigenschappen van overwegend slecht oplosbare deeltjes waarvan tenminste in één dimensie de afmeting onder de 100 nanometer ligt. In REACH kader is bijvoorbeeld de vraag of de risico’s van een nanodeeltje kan worden gebaseerd op die van grotere deeltjes van hetzelfde materiaal. Blootstelling via de lucht wordt gezien als één van de meest risicovolle routes. In de komende jaren zal daarom ook een grote behoefte blijven bestaan aan studies die via een realistisch blootstellingsprotocol onderzoeken wat nu zo speciaal is aan de toxicologie van nanomaterialen en zijn daarbij wetmatigheden af te leiden zoals die voor asbest zijn gedefinieerd? Welke karakteristieken van nanomaterialen zijn bepalend voor de schadelijke werking (bv reactieve oppervlak, kritisch afmeting, aantallen deeltjes per oppervlak weefsel)?

Luchtverontreiniging
Luchtverontreiniging wordt gekarakteriseerd door gassen en deeltjes die als gevolg van menselijk handelen in de lucht zijn gekomen. Voor een aantal stoffen zijn normen opgesteld. In veel gevallen blijkt uit epidemiologisch onderzoek dat er geen drempelwaarde bestaat waarbij in de bevolking geen negatief effect op de gezondheid is te bepalen. Fijn stof is een complex mengsel van deeltjes afkomstig van een groot aantal bronnen van emissies. Voor een kosteneffectief beleid is de overheid er bij gebaat inzicht te hebben in welke componenten in welke mate welk soort gezondheidsproblemen veroorzaken. Het afgelopen decennium ging de aandacht uit naar verbrandingsaerosol afkomstig van wegverkeer. De komende jaren zal echter het accent verschuiven naar de bijdrage van slijtage emissies (remmen, banden, wegdek) en dat zal dan ook het tweede accent zijn voor de leerstoel inhalatietoxicologie. Dit onderzoek, waar vooral vanuit Ministerie van Infrastructuur en Milieu sterke behoefte aan is, wordt met nationale (TNO) en internationale partners opgezet. Daarnaast zal aandacht worden besteed aan het ontwikkelen van een meer universele indicator die de mate van schadelijkheid van de luchtverontreiniging zoals dat nu al in samenwerkingsprojecten RIVM-IRAS wordt gedaan.

Alternatieven
Het complexe karakter van de luchtwegen en de longen maakt het lastig om zonder een intact organisme de teststoffen op hun werking te onderzoeken. Toch is er een sterkte behoefte om werkingsmechanismen en relatieve toxiciteit in in vitro systemen te kunnen onderzoeken. Dit gebeurd nu op grote schaal door specifieke celtypen via een stof gesuspendeerd of opgelost in kweekmedium te doseren. Sinds enkele jaren worden systemen ontwikkeld om cellen direct via de lucht bloot te stellen. Voor aerosolen is dit bepaald geen sinecure en is een goede samenwerking nodig van verschillende disciplines. Vanuit de leerstoel zal worden gewerkt aan systemen waarbij verschillende celtypen samen worden gekweekt en via een bij voorkeur dynamisch systeem (pulserend inclusief contracties) worden blootgesteld via de lucht. Hiervoor zal de samenwerking met zowel de universiteiten van Twente, Delft, Southern California (LA) en Bern worden aangehaald.

Toxicokinetiek
Los van het feit dat het belangrijk (voor extrapolatie) is te weten wat een stof doet op de plek waarbij het eerste contact is met het lichaam is het ook cruciaal om te weten waar de stof zich naar toe beweegt en of de stof het lichaam ook weer verlaat. Dit wordt samengevat onder de term toxicokinetiek. Vanuit de leerstoel zal de aandacht worden gericht op de opname, distributie, het lot en de eliminatie van bewust ontworpen nanodeeltjes. Dit was tot op heden het aandachtsveld van het Helmholtz Instituut in München wat met dit unieke werk wereldfaam heeft gekregen, o.a. vanwege het gebruik van isotopen om toegediende hoeveelheden van achtergrondconcentraties te kunnen onderscheiden. Echter, vanwege pensionering zal dit in 2012 niet meer worden voortgezet en wordt gewerkt naar het overbrengen van kennis en apparatuur om het werk in Nederland te kunnen voortzetten. Nu al wordt er vanuit EU 7e Kaderprojecten beroep gedaan op deze specialistische kennis.