Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona han estudiado la toxicidad de nanopartículas de óxido de hierro analizando marcadores genéticos en el gusano C. elegans. El estudio, realizado en parte en el sincrotrón ALBA, señala que las diminutas partículas pueden ser captadas por las células intestinales, interaccionar con los lípidos celulares y activar mecanismos celulares de estrés oxidativo.
Científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), liderados por Anna Roig y Anna Larromaine del grupo de Nanopartículas y Nanocomposites (N&N), en colaboración con la investigadora Núria Benseny-Cases de la línea de luz MIRAS del Sincrotrón ALBA y Stephen Stürzenbaum del King's College de Londres (Reino Unido), han publicado el primer artículo de la línea MIRAS del sincrotrón ALBA sobre la toxicidad de las nanopartículas.
Con la luz de infrarrojo de la línea MIRAS se ha podido estudiar la toxicidad de diferentes nanopartículas de óxido de hierro en la especie C. elegans, un gusano nematodo de 1 milímetro de longitud que se utiliza como organismo modelo en estudios genéticos, ya que tienen todo su genoma secuenciado.
En el grupo del ICMAB se aprovechan las características de este gusano, su transparencia, el ciclo de vida corto (4-5 días), vida corta (2-3 semanas), su facilidad experimental y bajo coste de mantenimiento, entre otros, para evaluar el uso de nanopartículas en aplicaciones en medicina.
El trabajo, publicado en la revista Nanotoxicology y enmarcado en la tesis doctoral de Laura González-Moragas, analiza los cambios a nivel molecular influenciados por la presencia de las nanopartículas. Los análisis muestran que las nanopartículas cruzan la barrera intestinal del C. elegans debido a procesos donde interviene una proteína de la membrana celular, la clatrina.
Además se han observado diferencias en la expresión génica según el tipo de nanopartículas a las que los gusanos estaban expuestos. El uso de la línea MIRAS ha permitido determinar altos niveles de oxidación de lípidos, evidenciando un estrés oxidativo de los tejidos después de la administración de las nanopartículas, hecho que podría implicar una presencia de radicales libres o moléculas inestables en el organismo.
Nanomateriales menos tóxicos y más seguros
Estudios como éste demuestran que, mediante la identificación de los mecanismos moleculares responsables de las respuestas biológicas observadas después de la exposición a nanopartículas, se puede comprender y predecir su comportamiento y optimizar su diseño para conseguir nanomateriales de baja toxicidad y más seguros para los humanos.
La línea de luz MIRAS del Sincrotrón ALBA se dedica a la espectroscopia y microscopía de luz de infrarrojo, cubriendo un rango de longitudes de onda entre 1 y 100 µm. Es una herramienta muy potente para identificar la composición química de los materiales a nivel molecular utilizando un interferómetro de transformada de Fourier.
Comenzó su puesta en marcha en abril de 2016 y abrió sus puertas a usuarios, a través del sistema de revisión de propuestas por pares, en octubre del mismo año. Las aplicaciones de la línea cobren muchos campos, desde la ciencia de materiales, la bioquímica, la arqueología, la geología, la biología celular, etc.
Referencia bibliográfica:
Laura Gonzalez-Moragas, Si-Ming Yu, Núria Benseny-Cases, Stephen Stürzenbaum, Anna Roig, Anna Laromaine. "Toxicogenomics of iron oxide nanoparticles in the nematode C. elegans". Nanotoxicology, Pages 1-11, Published online: 04 Jul 2017, doi.org/10.1080/17435390.2017.1342011
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