Incluso concentraciones moderadas de una nanopartícula utilizada para blanquear ciertos alimentos, la leche y la pasta de dientes podrían potencialmente comprometer las células más numerosas del cerebro, según un nuevo estudio de la Universidad de Nebraska-Lincoln.

Los investigadores examinaron cómo tres tipos de nanopartículas de dióxido de titanio, el segundo nanomaterial más abundante del mundo, afectó el funcionamiento de las células de astrocitos. Los astrocitos ayudan a regular el intercambio de neurotransmisores que transportan señales en el cerebro al mismo tiempo que suministran energía a las neuronas que procesan esas señales. entre muchas otras funciones.

El equipo expuso células de astrocitos derivadas de ratas a concentraciones de nanopartículas muy por debajo de los niveles extremos que se ha demostrado que matan las células cerebrales, pero que los humanos rara vez encuentran. En la concentración más alta del estudio de 100 partes por millón, o PPM, dos de los tipos de nanopartículas todavía mataron a casi dos tercios de los astrocitos en un día. Esa tasa de mortalidad se redujo a entre la mitad y un tercio de las células a 50 PPM, asentarse en aproximadamente un cuarto a 25 PPM.

Sin embargo, los investigadores encontraron evidencia de que incluso las células supervivientes se ven gravemente afectadas por la exposición a nanopartículas de dióxido de titanio. Los astrocitos normalmente absorben y procesan un neurotransmisor llamado glutamato que desempeña funciones de amplio espectro en la cognición. Memoria y Aprendizaje, junto con la formación, migración y mantenimiento de otras células.

Cuando se le permite acumularse fuera de las celdas, sin embargo, el glutamato se convierte en una potente toxina que mata las neuronas y puede aumentar el riesgo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson. El estudio informó que uno de los tipos de nanopartículas redujo la absorción de glutamato por parte de los astrocitos en un 31 por ciento a concentraciones de solo 25 PPM. Otro tipo redujo esa absorción en un 45 por ciento a 50 PPM.

El equipo descubrió además que las nanopartículas alteran el intrincado equilibrio de la dinámica de las proteínas que se produce dentro de las mitocondrias de los astrocitos. los orgánulos celulares que ayudan a regular la producción de energía y contribuyen a la señalización entre las células. La exposición al dióxido de titanio también provocó otros signos de malestar mitocondrial, rompiendo una proporción significativa de la red mitocondrial a 100 PPM.

"Estos eventos son a menudo los predecesores de la muerte celular, "dijo Oleh Khalimonchuk, profesor asistente de bioquímica de la UNL y coautor del estudio. "Generalmente, la gente está mirando esas consecuencias finales, pero lo que sucede antes es igualmente importante. Esos pequeños daños se acumulan con el tiempo. Por último, van a causar un problema mayor ".

Khalimonchuk y el autor Srivatsan Kidambi, profesor asistente de ingeniería química y biomolecular, advirtió que se necesita más investigación para determinar si las nanopartículas de dióxido de titanio pueden evitar la digestión y cruzar la barrera hematoencefálica que bloquea el paso de muchas sustancias.

Sin embargo, los investigadores citaron estudios previos que han descubierto estas nanopartículas en el tejido cerebral de animales con barreras hematoencefálicas similares. Las concentraciones de nanopartículas encontradas en esas muestras sirvieron como punto de referencia para los niveles examinados en el nuevo estudio.

"Se está acumulando evidencia ahora de que algunas de estas partículas pueden cruzar la barrera (sangre-cerebro), ", Dijo Khalimonchuk." Pocas moléculas parecen ser capaces de hacerlo, pero resulta que hay ciertos sitios en el cerebro donde puede obtener esta exposición ".

Kidambi dijo que el equipo espera que el estudio ayude a facilitar más investigaciones sobre la presencia de nanopartículas en productos industriales y de consumo.

"Esperamos que este estudio genere alguna discusión porque estas nanopartículas no han sido reguladas, "dijo Kidambi, quien también tiene una cita de cortesía con el Centro Médico de la Universidad de Nebraska. "Si piensas en algo blanco:leche, chicle, pasta dental, azúcar en polvo:todos estos contienen nanopartículas.

"Hemos descubierto que algunas nanopartículas son seguras y otras no, por lo que no estamos diciendo que todos sean malos. Nuestro razonamiento es que ... necesitamos tener una clasificación de 'seguro' versus 'no seguro, 'junto con los umbrales de concentración (para cada tipo). Se trata de descubrir cómo las diferentes formas afectan la biología de las células ".