Miles de productos de consumo que contienen nanopartículas artificiales, partículas microscópicas que se encuentran en artículos de uso diario, desde cosméticos y ropa hasta materiales de construcción, ingresan al mercado cada año. Las preocupaciones sobre posibles problemas de salud y seguridad ambiental con estos productos nano-habilitados continúan creciendo, con científicos que luchan por llegar rápidamente, barato, y sistemas de detección celular fáciles de usar para identificar posibles peligros de vastas bibliotecas de nanomateriales diseñados. Sin embargo, Determinar cuánta exposición a nanopartículas artificiales podría ser peligrosa para los seres humanos requiere un conocimiento preciso de la cantidad (o dosis) de nanomateriales que interactúan con células y tejidos como los pulmones y la piel.

Esto es fácil de determinar con productos químicos. pero el desafío que presentan las nanopartículas suspendidas en medios fisiológicos no es trivial. Las nanopartículas diseñadas en medios biológicos interactúan con las proteínas del suero y forman aglomerados más grandes, que alteran tanto su denominada densidad efectiva como su superficie activa, y, en última instancia, definir su suministro a la dosis celular y las biointeracciones. Este comportamiento tiene enormes implicaciones no solo en la medición de la cantidad exacta de nanomateriales que interactúan con células y tejidos, sino también en la definición de clasificaciones de riesgo de varios nanomateriales artificiales (ENM). Como resultado, miles de ensayos de detección celular publicados son difíciles de interpretar y utilizar con fines de evaluación de riesgos.

Los científicos del Centro de Nanotecnología y Nanotoxicología de la Escuela de Salud Pública de Harvard (HSPH) han descubierto un rápido, sencillo, y un método económico para medir la densidad efectiva de nanopartículas diseñadas en fluidos fisiológicos, lo que permite determinar con precisión la cantidad de nanomateriales que entran en contacto con células y tejidos en cultivo.

El método, conocido como el método de centrifugación volumétrica (VCM), fue publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza .

El descubrimiento tendrá un gran impacto en la evaluación de peligros de las nanopartículas diseñadas, permitiendo a los evaluadores de riesgos clasificar con precisión los peligros de los nanomateriales utilizando sistemas celulares. Es más, midiendo la composición de los aglomerados de nanomateriales en fluidos fisiológicos, permitirá a los científicos diseñar sistemas de administración de fármacos de base nanométrica más eficaces para aplicaciones de nanomedicina.

"El mayor desafío que tenemos al evaluar los posibles efectos en la salud asociados con las nanoexposiciones es decidir cuándo algo es peligroso y cuándo no lo es. basado en el nivel de dosis. En niveles bajos, los riesgos son probablemente minúsculos, "dijo el autor principal Philip Demokritou, profesor asociado de física de aerosoles en el Departamento de Salud Ambiental de HSPH. "La pregunta es:¿a qué nivel de dosis se vuelve problemática la nanoexposición? La misma pregunta se aplica a los medicamentos basados ​​en nano cuando probamos su eficacia utilizando sistemas celulares. ¿Qué cantidad del nanofármaco administrado entrará en contacto con las células y los tejidos? determinar la dosis efectiva necesaria para una respuesta celular determinada ".

Las agencias reguladoras federales no requieren que los fabricantes prueben nanopartículas diseñadas, si ya se ha demostrado que la forma original del material a granel es segura. Sin embargo, Existe evidencia de que algunos de estos materiales podrían ser más dañinos en la nanoescala, una escala en la que los materiales pueden penetrar las células y eludir las barreras biológicas más fácilmente y exhibir características físicas únicas, químico, y propiedades biológicas en comparación con partículas más grandes.

"El método VCM ayudará a los nanobiólogos y reguladores a resolver los datos de toxicidad celular in vitro contradictorios que se han informado en la literatura para varios nanomateriales. Estas disparidades probablemente se deben a la falta o a consideraciones dosimétricas inexactas en las interacciones nano-bio en un sistema de detección celular, "dijo Joel Cohen, estudiante de doctorado en HSPH y uno de los dos autores principales del estudio.

Este proyecto de investigación fue apoyado por subvenciones del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional y la Fundación Nacional de Ciencias, y el Centro de Nanotecnología y Nanotoxicología de HSPH.

Esta historia se publica por cortesía de Harvard Gazette, Periódico oficial de la Universidad de Harvard. Para noticias universitarias adicionales, visite Harvard.edu.