Los investigadores de EPFL han desarrollado un método para determinar con precisión la toxicidad de los nanomateriales. Mediante el uso de técnicas ópticas, son capaces de medir la concentración de sustancias oxidantes producidas por una célula dañada. Es más, esta investigación también ofrece una nueva forma de conocer más sobre los mecanismos del estrés oxidativo.

Nanopolvos, nanocristales, nanofibras, nanocomposites ... Hoy podemos encontrar nanomateriales por todas partes; en los productos que consumimos y en nuestro entorno diario. Para determinar con precisión su toxicidad, Los investigadores de la EPFL han desarrollado una herramienta analítica para medir el estrés oxidativo que algunos de ellos provocan en las células. Usaron técnicas ópticas, como medir la luz absorbida por ciertas proteínas. Esta investigación se publica hoy en Nature's Informes científicos.

Cuando una célula se expone a un producto tóxico o un patógeno, esto hace que se rompa el equilibrio interno entre los oxidantes y los antioxidantes dentro de la célula. Entonces el primero, generalmente derivados del oxígeno, se producen en cantidades excesivas y comienzan a atacar las proteínas de la célula, azúcares y su membrana. Esto provoca un envejecimiento celular más rápido, causa ciertas enfermedades a la célula, e incluso puede conducir a su muerte.

Por lo tanto, la sobreproducción de tales oxidantes es una señal de que la célula está estresada, y eso es exactamente lo que los investigadores querían medir. Al mismo tiempo, notaron que el citocromo c, una proteína presente en la membrana celular, fue un biosensor particularmente interesante. Descubrieron que cuando estaba expuesto a ciertas longitudes de onda de luz, esta proteína absorbería menos luz en presencia de uno de estos agentes oxidantes:el peróxido de hidrógeno. Como consecuencia, desarrollaron un método complejo para medir las variaciones de luz absorbida por el citocromo c. Finalmente, probaron y verificaron su método en pequeñas algas unicelulares.

Más o menos dañino según el medio ambiente

Hasta el día de hoy no existían métodos verdaderamente fiables para medir el estrés oxidativo de forma continua y sin dañar las células. Esta nueva prueba ha abierto interesantes posibilidades para identificar no solo el efecto de los nanomateriales, pero también, en una perspectiva más amplia, la forma en que las células reaccionan a una perturbación externa. Además, durante sus experimentos, los investigadores pudieron observar que la toxicidad de ciertos productos podría estar condicionada y modulada por el entorno que los rodea. Por ejemplo; un nanomaterial puede ser menos peligroso bajo un microscopio de laboratorio que dentro de las aguas de un río.

“La prueba que proponemos es altamente sensible y capaz de indicar la concentración de derivados de oxígeno de forma minuciosa y detallada, dijo Olivier Martin, director del Laboratorio de Nanofotónica y Metrología (NAM). Dado que se basa en evaluar una sustancia liberada fuera de las células, también es no invasivo. Por lo tanto, no destruye el organismo vivo y se puede aplicar en un período de varias horas permitiendo observar la evolución de la situación a lo largo del tiempo ”. Se siguen realizando ensayos sobre diferentes tipos de materiales