Los esfuerzos anteriores para determinar los efectos sobre la salud y el medio ambiente de las nanopartículas que se utilizan en cientos de productos de consumo pueden haber producido resultados engañosos al adoptar pruebas de toxicología tradicionales que no tienen en cuenta las propiedades únicas de trozos de material tan pequeños que 100, 000 podría caber en el período al final de esta oración.
Esa fue una de las observaciones presentadas aquí hoy en la 245a Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Estadounidense (ACS), por uno de los líderes emergentes en investigación en nanociencia. La charla de Christy Haynes, Doctor., estaba entre casi 12, 000 presentaciones en el encuentro.
Haynes pronunció la conferencia inaugural de Líder Emergente en Química de la Fundación Kavli en la reunión, que se lleva a cabo en el Centro de Convenciones Ernest N. Morial y en los hoteles del centro. Patrocinado por la Fundación Kavli, las Conferencias de Líderes Emergentes reconocen el trabajo de destacados científicos químicos jóvenes. Estas nuevas presentaciones centrarán la atención en los científicos menores de 40 años y a no más de 10 años de haber obtenido su doctorado cuando sean nominados. y que hayan obtenido logros excepcionales en la investigación científica o de ingeniería. Esta serie de conferencias se desarrollará de 2013 a 2015 y se suma a la serie de conferencias "Innovaciones de la Fundación Kavli en Química".
"Christy Haynes es la científica perfecta para lanzar esta prestigiosa serie de conferencias, "dijo Marinda Li Wu, Doctor., presidente de la AEC. "La investigación de Haynes está teniendo un impacto en la comunidad científica en los esfuerzos por utilizar nanopartículas y nanotecnología en la medicina y otros campos. Y esa investigación ha despertado la imaginación popular, así como. Haynes fue incluido en Ciencia popular Lista de '10 brillantes', un grupo de "genios que están revolucionando la ciencia hoy". Estamos encantados de colaborar con la Fundación Kavli para destacar las contribuciones de estas personas ".
"La Fundación Kavli se complace en apoyar una serie que atrae la atención a investigadores jóvenes excepcionales en química. El reconocimiento de estos jóvenes químicos destacados inspirará a otros y ayudará a crear un futuro vibrante en el campo. "dijo Fred Kavli, fundador y presidente de The Kavli Foundation. Agregó Bob Conn, presidente de la fundación, "Brillante, los jóvenes investigadores poseen la energía, motivación y una actitud de "puedo hacer" para hacer avanzar la ciencia. A menudo es en esta etapa cuando los científicos realizan su trabajo más innovador ".
La Fundación Kavli se dedica a promover la ciencia en beneficio de la humanidad, promover la comprensión pública de la investigación científica y apoyar a los científicos y su trabajo. La Fundación implementa su misión a través de un programa internacional de institutos de investigación en los campos de la astrofísica y la física teórica, nanociencia y neurociencia, y mediante el apoyo de conferencias, simposios, cátedras dotadas, talleres de periodismo y otras actividades.
La serie "Kavli Foundation Innovations in Chemistry Lecture" debutó en marzo de 2011 y continuará hasta 2013. Estas conferencias abordarán la urgente necesidad de nuevo, pensamiento "fuera de la caja", a medida que los científicos abordan muchos de los crecientes desafíos del mundo, como el cambio climático, enfermedades emergentes, y escasez de agua y energía. La Fundación Kavli, una organización filantrópica reconocida internacionalmente conocida por su apoyo a la innovación científica básica, acordó patrocinar las conferencias junto con ACS en 2010.
Wu también elogió a la Fundación Kavli por su apoyo a las conferencias y su liderazgo en una amplia gama de otras actividades para el avance de la ciencia. "La Fundación Kavli y la Sociedad Química Estadounidense son socios excelentes con misiones notablemente similares, "Dijo Wu." La declaración de misión de ACS habla de hacer avanzar la ciencia de la química 'en beneficio de la Tierra y su gente'. Estoy encantado de que estas dos organizaciones puedan trabajar juntas en su dedicación para lograr estos objetivos ".
Haynes, que está con la Universidad de Minnesota, explicó que a medida que los fabricantes comenzaron a usar o considerar el uso de nanopartículas en productos de consumo y otros, Surgieron preocupaciones sobre los posibles efectos sobre la salud y el medio ambiente. Más de 800 productos de consumo basados en nanotecnología están en el mercado, según algunas estimaciones. Un nuevo campo a veces denominado "nanotoxicología" surgió en los últimos 10 años para investigar esas preocupaciones.
"El trabajo inicial se centró en utilizar las pruebas de toxicología que se habían utilizado durante años para evaluar materiales a granel, "Dijo Haynes." Nanopartículas, sin embargo, son inherentemente diferentes. Una nanopartícula de material utilizado en alimentos o una loción cosmética puede contener solo unos pocos átomos, o algunos miles de átomos. Las piezas de tamaño regular de ese mismo material pueden contener miles de millones de átomos. Esa diferencia hace que las nanopartículas se comporten de manera diferente a sus contrapartes a granel ".
Una pepita de oro puro de una onza, por ejemplo, tiene las mismas propiedades químicas y físicas que una pepita de 2 onzas o una barra de oro de 27 libras. Para nanopartículas, sin embargo, el tamaño a menudo dicta las propiedades físicas y químicas, and those properties change as the size decreases.
Haynes said that some of the earlier nanotoxicology tests did not fully take those and other factors into account when evaluating the effects of nanoparticles. In some cases, for instance, the bottom line in those tests was whether cells growing in laboratory cultures lived or died after exposure to a nanoparticle.
"While these results can be useful, there are two important limitations, " Haynes explained. "A cell can be alive but unable to function properly, and it would not be apparent in those tests. Además, the nature of nanoparticles—they're more highly reactive—can cause 'false positives' in these assays."
Haynes described a new approach used in her team's work in evaluating the toxicity of nanoparticles. It focuses on monitoring how exposure to nanoparticles affects a cell's ability to function normally, rather than just its ability to survive the exposure. Además, they have implemented measures to reduce "false-positive" test results, which overestimate nanoparticle toxicity. One of the team's safety tests, for instance, determines whether key cells in the immune system can still work normally after exposure to nanoparticles. In another, the scientists determine whether bacteria exposed to nanoparticles can still communicate with each other, engaging in the critical biochemical chatter that enables bacteria to form biofilms, communities essential for them to multiply in ways that lead to infections.
"Hasta aquí, we have found that nanoparticles made of silver or titanium may be the most problematic, though I would say that neither is as bad as some of the alarmist media speculations, especially when they are stabilized appropriately, " said Haynes. "I think that it will be possible to create safe, stable coatings on nanoparticles that will make them stable and allow them to leave the body appropriately. We need more research, por supuesto, in order to make informed decisions."
This area of research—how nanoparticles interact with biological and ecological systems—is the focus of a newly funded multi-institutional partnership that includes Haynes' team. It is the Center for Sustainable Nanotechnology, funded by the National Science Foundation Division of Chemistry through the Centers for Chemical Innovation Program.
Haynes' work has led to her involvement in two large bioethics efforts funded by the National Institutes of Health that made recommendations about how to regulate nanoparticles for biomedical use. "I was one of a few scientists in rooms full of lawyers, ethicists and philosophers, " she explained. "My job was to provide the bench scientist's perspective on the definitions and recommendations. Both projects produced recommendations that were presented directly to officials in the U.S. Food and Drug Administration, the U.S. Environmental Protection Agency, the National Institute for Occupational Safety and Health and other agencies."
