Todo el entusiasmo por la nanotecnología se reduce a esto:las estructuras de materiales a una escala de mil millonésimas de metro adquieren propiedades inusuales. Los tecnólogos a menudo se centran en los más felices entre estas nuevas capacidades, pero una nueva investigación realizada por un equipo interdisciplinario de científicos de la Universidad de Brown encuentra que las nanopartículas de níquel activan una vía celular que contribuye al cáncer en las células pulmonares humanas.

"La nanotecnología tiene un potencial tremendo y prometedora para muchas aplicaciones, "dijo Agnes Kane, presidente del Departamento de Patología y Medicina de Laboratorio de la Facultad de Medicina Warren Alpert de la Universidad de Brown. "Pero la lección es que tenemos que aprender a diseñarlos de manera más inteligente y, si reconocemos los peligros potenciales, tomar las precauciones adecuadas ".

Kane es el autor principal del estudio publicado con antelación en línea este mes en la revista. Ciencias Toxicológicas.

Ya se había demostrado que las nanopartículas de níquel eran dañinas, pero no en términos de cáncer. Kane y su equipo de patólogos, Los ingenieros y químicos encontraron evidencia de que los iones en la superficie de las partículas se liberan dentro de las células pulmonares epiteliales humanas para iniciar una vía llamada HIF-1 alfa. Normalmente, la vía ayuda a activar genes que apoyan a una célula en momentos de bajo suministro de oxígeno. un problema llamado hipoxia, pero también se sabe que estimula el crecimiento de células tumorales.

"El níquel aprovecha esta vía, en el sentido de que engaña a la célula para que piense que hay hipoxia, pero en realidad es un ión de níquel el que activa esta vía, "dijo Kane, cuyo trabajo es apoyado por una Subvención del Programa de Investigación Superfund de los Institutos Nacionales de Salud. "Al activar esta vía, puede dar una ventaja a las células tumorales premalignas".

El tamaño importa

El equipo de investigación dirigido por la investigadora asociada postdoctoral y primera autora Jodie Pietruska, expuso las células pulmonares humanas a partículas a nanoescala de níquel metálico y óxido de níquel, y partículas de microescala más grandes de níquel metálico. Un hallazgo clave es que, si bien las partículas más pequeñas activan la vía alfa de HIF-1, las partículas de níquel metálico más grandes resultaron mucho menos problemáticas.

En otras palabras, Bajar a la nanoescala hizo que las partículas metálicas de níquel fueran más dañinas y potencialmente cancerígenas. Kane dijo que la razón podría ser que para la misma cantidad de metal en masa, Las partículas a nanoescala exponen mucha más superficie y eso las hace mucho más reactivas químicamente que las partículas a microescala.

Otro resultado importante del trabajo son los datos que muestran una gran diferencia en cómo las nanopartículas de níquel y las nanopartículas de óxido de níquel reaccionan con las células. Dijo Pietruska. Las partículas de óxido de níquel son tan letales que las células expuestas a ellas murieron rápidamente. sin dejar ninguna oportunidad para que se desarrolle el cáncer. Partículas de níquel metálico, por otra parte, tenían menos probabilidades de matar las células. Eso podría permitir que la vía de la hipoxia conduzca a que la célula se vuelva cancerosa.

"Lo que es preocupante es que las nanopartículas de níquel metálico causaron una activación sostenida pero fueron menos citotóxicas, ", Dijo Pietruska." Obviamente, una célula muerta no se puede transformar ".

Aunque Kane dijo que los hallazgos deberían generar claras preocupaciones sobre el manejo de nanopartículas de níquel, por ejemplo, para evitar la exposición a ellos en el aire en la fabricación, no son todo lo que se necesita para causar cáncer. El cáncer generalmente depende de una serie de cambios desafortunados, Dijo Kane. También, ella dijo, el estudio analizó los efectos a corto plazo de la exposición a nanopartículas de níquel en las células de un laboratorio, en lugar de a largo plazo en todo un organismo.

Todavía, en su laboratorio, Kane emplea salvaguardias importantes para mantener seguros a los investigadores.

"Manejamos todos estos materiales en condiciones de contención de nivel 2 de bioseguridad, ", dijo." No quiero que nadie quede expuesto. Los estamos manejando como si fueran un carcinógeno en el aire ".