Cent Eur J Public Health 2020 Oct;28 Suppl:S17-S21 | DOI: 10.21101/cejph.a6158

Markers of oxidative stress after three days of nanoTiO2 sunscreen use in humans: a pilot study

Daniela Pelclová1, Tomáš Navrátil2, Zdenka Fenclová1, Štěpánka Vlčková1
1 Department of Occupational Medicine, First Faculty of Medicine, Charles University and General University Hospital, Prague, Czech Republic
2 J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry, Czech Academy of Sciences, Prague, Czech Republic

Objective: Recent experimental studies point to a high reactivity of nanoparticles and the potential of sunscreens to penetrate the skin. We measured 20 markers of oxidative stress and inflammation to find out whether skin exposure to nanoTiO2 sunscreen may elevate the level of the markers in exhaled breath condensate (EBC) and urine of exposed subjects, as was suggested by our earlier study.

Methods: Six volunteers (3 males and 3 females), with a mean age of 48.0 ± 6.7 years, used commercial sunscreen for three days continuously. The first samples were collected before the test. The second samples were collected on day 4, before the sunscreen was washed off, and the third samples on day 11. The following biomarkers were measured: malondialdehyde, 4-hydroxy-trans-hexenal, 4-hydroxy-trans-nonenal, aldehydes C6-C12, 8-isoProstaglandin F2α, o-tyrosine, 3-chlorotyrosine, 3-nitrotyrosine, 8-hydroxy-2-deoxyguanosine, 8-hydroxyguanosine, 5-hydroxymethyl uracil, and leukotrienes B4, C4, D4, and E4, using liquid chromatography-electrospray ionisation-tandem mass spectrometry.

Results: In the urine, 4-hydroxy-trans-hexenal was significantly higher in post-exposure sample 2, and the same trend was seen in all urinary markers. In EBC, no difference was seen between the mean values of 20 post-test markers as compared with pre-test samples.

Conclusion: This study suggests potential side effects of the sunscreen - borderline elevation of markers of oxidative stress/inflammation - which may relate to the absorption of the nanoTiO2, and the non-significant difference may be explained by the small number of subjects. The effect was not seen in EBC, where nanoTiO2 was not found. A larger study is needed, as according to our previous study, the beneficial effect of the sunscreen to suppress oxidative stress caused by UV radiation may be questioned.

Klíčová slova: sunscreen, nanoTiO2, oxidative stress, inflammation, urine, exhaled breath condensate, nanoparticles absorption, nanotoxicology

Vloženo: 26. únor 2020; Revidováno: 12. květen 2020; Přijato: 12. květen 2020; Zveřejněno: 18. říjen 2020  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Pelclová D, Navrátil T, Fenclová Z, Vlčková Š. Markers of oxidative stress after three days of nanoTiO2 sunscreen use in humans: a pilot study. Cent Eur J Public Health. 2020;28(Supplement):S17-21. doi: 10.21101/cejph.a6158. PubMed PMID: 33069176.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Dréno B, Alexis A, Chuberre B, Marinovich M. Safety of titanium dioxide nanoparticles in cosmetics. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2019;33 Suppl 7:34-46. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    2. Solaiman SM, Algie J, Bakand S, Sluyter R, Sencadas V, Lerch M, et al. Nano-sunscreens - a double-edged sword in protecting consumers from harm: viewing Australian regulatory policies through the lenses of the European Union. Crit Rev Toxicol. 2019;49(2):122-39. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Rossnerova A, Pelclova D, Zdimal V, Rossner P Jr, Elzeinova F, Vrbova K, et al. Micronuclei levels in nanocomposites production workers: interpretation of results from two years of monitoring. In: NANOCON 2018: Proceedings of the 10th Anniversary International Conference on Nanomaterials - Research & Application; 2018 Oct 17-19; Brno, Czech Republic, EU. Ostrava: TANGER; 2019. p. 554-9.
    4. Rossnerova A, Pelclova D, Zdimal V, Rossner Jr P, Elzeinova F, Vrbova K, et al. The repeated cytogenetic analysis of subjects occupationally exposed to nanoparticles: a pilot study. Mutagenesis. 2019;34(3):253-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. Hubacek JA, Pelclova D, Dlouha D, Mikuska P, Dvorackova S, Vlckova S, et al. Leukocyte telomere length is not affected by long-term occupational exposure to nano metal oxides. Ind Health. 2019;57(6):741-4. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Novotna B, Pelclova D, Rossnerova A, Zdimal V, Ondracek J, Lischkova L, et al. The genotoxic effects in the leukocytes of workers handling nanocomposite materials. Mutagenesis. 2020 Jul 23;geaa016. doi: 10.1093/mutage/geaa016. Online ahead of print. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Shi H, Magaye R, Castranova V, Zhao J. Titanium dioxide nanoparticles: a review of current toxicological data. Part Fibre Toxicol. 2013;10:15. doi: 10.1186/1743-8977-10-15. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Gulson B, McCall M, Korsch M, Gomez L, Casey P, Oytam Y, et al. Small amounts of zinc from zinc oxide particles in sunscreens applied outdoors are absorbed through human skin. Toxicol Sci. 2010;118(1):140-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Larese Filon F, Crosera M, Mauro M, Baracchini E, Bovenzi M, Montini T, et al. Palladium nanoparticles exposure: evaluation of permeation through damaged and intact human skin. Environ Pollut. 2016;214:497-503. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Turci F, Peira E, Corazzari I, Fenoglio I, Trotta M, Fubini B. Crystalline phase modulates the potency of nanometric TiO2 to adhere to and perturb the stratum corneum of porcine skin under indoor light. Chem Res Toxicol. 2013;26(10):1579-90. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Matta MK, Florian J, Zusterzeel R, Pilli NR, Patel V, Volpe DA, et al. Effect of sunscreen application on plasma concentration of sunscreen active ingredients: a randomized clinical trial. JAMA. 2020;323(3):256-67. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Adamson AS, Shinkai K. Systemic Absorption of sunscreen: balancing benefits with unknown harms. JAMA. 2020;323(3):223-4. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Larese Filon F, Mauro M, Adami G, Bovenzi M, Crosera M. Nanoparticles skin absorption: new aspects for a safety profile evaluation. Regul Toxicol Pharmacol. 2015;72(2):310-22. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Larese Filon F, Bello D, Cherrie JW, Sleeuwenhoek A, Spaan S, Brouwer DH. Occupational dermal exposure to nanoparticles and nano-enabled products: part I-factors affecting skin absorption. Int J Hyg Environ Health. 2016;219(6):536-44. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    15. Hou J, Wang L, Wang C, Zhang S, Liu H, Li S, et al. Toxicity and mechanisms of action of titanium dioxide nanoparticles in living organisms. J Environ Sci. 2019;75:40-53. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    16. Tran DT, Salmon R. Potential photocarcinogenic effects of nanoparticle sunscreens. Australas J Dermatol. 2011;52(1):1-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Trouiller B, Reliene R, Westbrook A, Solaimani P, Schiestl RH. Titanium dioxide nanoparticles induce DNA damage and genetic instability in vivo in mice. Cancer Res. 2009;69(22):8784-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Carbon black, titanium dioxide, and talc. IARC Monogr Eval Carcinog Risks Hum. 2010;93:1-413.
    19. Pelclova D, Navratil T, Kacerova T, Zamostna B, Fenclova Z, Vlckova S, et al. NanoTiO2 sunscreen does not prevent systemic oxidative stress caused by UV radiation and a minor amount of nanoTiO2 is absorbed in humans. Nanomaterials (Basel). 2019;9(6):888. doi: 10.3390/nano9060888. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Syslova K, Böhmova A, Mikoska M, Kuzma M, Pelclova D, Kacer P. Multimarker screening of oxidative stress in aging. Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:562860. doi: 10.1155/2014/562860. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Antus, B. Oxidative stress markers in sputum. Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:2930434. doi: 10.1155/2016/2930434. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Møller P, Danielsen PH, Karottki DG, Jantzen K, Roursgaard M, Klingberg H, et al. Oxidative stress and inflammation generated DNA damage by exposure to air pollution particles. Mutat Res Rev Mutat Res. 2014;762:133-66. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Manke A, Wang L, Rojanasakul Y. Mechanisms of nanoparticle-induced oxidative stress and toxicity. Biomed Res Int. 2013;2013:942916. doi: 10.1155/2013/942916. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Klusackova P, Lebedova J, Kacer P, Kuzma M, Brabec M, Pelclova D, et al. Leukotrienes and 8-isoprostane in exhaled breath condensate in bronchoprovocation tests with occupational allergens. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2008;78(4-5):281-92. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Pelclová D, Fenclová Z, Vlcková S, Lebedová J, Syslová K, Pecha O, et al. Leukotrienes B4, C4, D4 and E4 in the exhaled breath condensate (EBC), blood and urine in patients with pneumoconiosis. Ind Health. 2012;50(4):299-306. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Tan MH, Commens CA, Burnett L, Snitch PJ. A pilot study on the percutaneous absorption of microfine titanium dioxide from sunscreens. Australas J Dermatol. 1996;37(4):185-7. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    27. Peters-Golden M. Expanding roles for leukotrienes in airway inflammation. Curr Allergy Asthma Rep. 2008;8(4):367-73. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Elajami TK, Colas RA, Dalli J, Chiang N, Serhan CN, Welty FK. Specialized proresolving lipid mediators in patients with coronary artery disease and their potential for clot remodelling. FASEB J. 2016;30(8):2792-801. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Duvall MG, Bruggemann TR, Levy BD. Bronchoprotective mechanisms for specialized pro-resolving mediators in the resolution of lung inflammation. Mol Aspects Med. 2017;58:44-56. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Pelclova D, Zdimal V, Schwarz J, Dvorackova S, Komarc M, Ondracek J, et al. Markers of oxidative stress in the exhaled breath condensate of workers handling nanocomposites. Nanomaterials (Basel). 2018;8(8):611. doi: 10.3390/nano8080611. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Pelclova D, Zdimal V, Komarc M, Vlckova S, Fenclova Z, Ondracek J, et al. Deep airway inflammation and respiratory disorders in nanocomposite workers. Nanomaterials (Basel). 2018;8(9):731. doi: 10.3390/nano8090731. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Pelclova D, Zdimal V, Kacer P, Fenclova Z, Vlckova S, Komarc M, et al. Leukotrienes in exhaled breath condensate and fractional exhaled nitric oxide in workers exposed to TiO2 nanoparticles. J Breath Res. 2016;10(3):036004. doi: 10.1088/1752-7155/10/3/036004. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Pelclova D, Zdimal V, Fenclova Z, Vlckova S, Turci F, Corazzari I, et al. Markers of oxidative damage of nucleic acids and proteins among workers exposed to TiO2 (nano) particles. Occup Environ Med. 2016;73(2):110-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Pelclova D, Fenclova Z, Kacer P, Kuzma M, Navratil T, Lebedova J. Increased 8-isoprostane, a marker of oxidative stress in exhaled breath condensate in subjects with asbestos exposure. Ind Health. 2008;46(5):484-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Pelclova D, Zdimal V, Kacer P, Komarc M, Fenclova Z, Vlckova S, et al. Markers of lipid oxidative damage among office workers exposed intermittently to air pollutants including nanoTiO2 particles. Rev Environ Health. 2017;32(1-2):193-200. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Scientific Committee on Consumer Safety. Opinion on Titanium Dioxide (nano form) as UV-Filter in sprays - SCCS/1583/17 [Internet]. Brussels: European Commission; 2018 [cited 2020 Feb 11]. Available from: https://ec.europa.eu/health/sites/health/files/scientific_committees/consumer_safety/docs/sccs_o_206.pdf.
    37. Pelcl T, Skrha J Jr, Soupal J, Flekac M, Kacer P, Skrha J, et al. Lipid peroxidation and impaired vascular function in patients with type 1 diabetes mellitus. Monatsh Chem. 2019;150:525-9. Přejít k původnímu zdroji...
    38. Pelclova D, Navratil T, Vlckova S, Fenclova Z, Pelcl T, Kacerova T, et al. Exhaled breath condensate biomarkers reflect systemic changes in patients with chronic dioxin intoxication. Monatsh Chem. 2018;149:579-86. Přejít k původnímu zdroji...
    39. Pelclova D, Barosova H, Kukutschova J, Zdimal V, Navratil T, Fenclova Z, et al. Raman microspectroscopy of exhaled breath condensate and urine in workers exposed to fine and nano TiO2 particles: a cross-sectional study. J Breath Res. 2015;9(3):036008. doi: 10.1088/1752-7155/9/3/036008. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Winkler HC, Notter T, Meyer U, Naegeli H. Critical review of the safety assessment of titanium dioxide additives in food. J Nanobiotechnology. 2018;16(1):51. doi: 10.1186/s12951-018-0376-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Pele LC, Thoree V, Bruggraber SF, Koller D, Thompson RP, Lomer MC, et al. Pharmaceutical/food grade titanium dioxide particles are absorbed into the bloodstream of human volunteers. Part Fibre Toxicol. 2015,12:26. doi: 10.1186/s12989-015-0101-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah