Una nueva investigación realizada por científicos muestra que cuando las barreras celulares están expuestas a nanopartículas metálicas, Se liberan mensajeros celulares que pueden dañar el ADN de las células del cerebro en desarrollo. El descubrimiento puede tener implicaciones para el desarrollo de posibles dianas farmacológicas en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. incluyendo la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson. La investigación fue realizada por científicos del Trinity College y la Universidad de Bristol, y se publica en línea esta semana en Nanotecnología de la naturaleza .
Las nanopartículas son partículas muy pequeñas de entre 1 y 100 nanómetros de tamaño. Se utilizan cada vez más en la administración de fármacos, quimioterapia, diagnóstico por imágenes y diagnóstico debido a su capacidad para viajar dentro de los organismos mediante la utilización de vías celulares. Durante sus interacciones con las membranas celulares y la internalización en las células, se alteran las vías y procesos clave de señalización. Además de afectar la salud de las células expuestas directamente, la internalización de nanopartículas también puede afectar negativamente a las células vecinas de una manera similar al efecto espectador inducido por la radiación.
Para esta investigación en particular, los científicos cultivaron una capa de células BeWo, un tipo de célula ampliamente utilizado para modelar la barrera placentaria, en un laboratorio sobre una membrana porosa. Esta barrera celular se expuso luego a nanopartículas de cobalto cromo y el medio debajo de la barrera se recogió y se transfirió a cultivos de células cerebrales humanas. que sufrió daños en el ADN. También se realizaron exposiciones confirmatorias a ratones maternos durante el desarrollo embrionario que también encontraron que las exposiciones dañaron el ADN en el hipocampo (parte del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria) de la descendencia recién nacida.
Los científicos demostraron que las células en las barreras, procesó las nanopartículas por una vía celular natural, conocido como autofagia, conduciendo a que esas células generen moléculas de señalización. Estas moléculas de señalización causaron daños en el ADN de los astrocitos y neuronas de las células cerebrales; esto se confirmó cuando se bloqueó la autofagia o la IL-6 (mensajero celular principal identificado), la cantidad de daño al ADN se redujo. Estos hallazgos apoyan la idea de que los efectos indirectos de las nanopartículas en las células, que es el caso de este estudio, podrían ser tan importantes a considerar como sus efectos directos al evaluar su seguridad.
En tono rimbombante, el daño del ADN a las neuronas dependía de la presencia de astrocitos. Los astrocitos son el tipo de célula más común en el cerebro, que durante años se pensó que tenían su papel principal como célula de apoyo, sin embargo, ahora se sabe que tienen múltiples funciones en el cerebro y pueden tener efectos tanto positivos como negativos en las neuronas vecinas.
Maeve Caldwell, Catedrático de Neurociencia en Trinity College Dublin, El autor principal del estudio dijo:"Los astrocitos son el tipo de célula más común en el cerebro que durante muchos años se consideró que desempeñaba un papel de apoyo a las neuronas. Sin embargo, el hecho de que los medios de las barreras celulares expuestas a nanopartículas solo dañaban las neuronas cuando había astrocitos, proporciona más pruebas de que el papel de los astrocitos en el cerebro va mucho más allá de proporcionar apoyo a las neuronas. Cuando los astrocitos están estresados (en nuestras condiciones experimentales) son capaces de dañar las neuronas vecinas. Esto podría tener implicaciones para desarrollar nuestra comprensión de cómo el comportamiento de los astrocitos puede afectar la salud neuronal en muchas afecciones neurodegenerativas, incluidas la enfermedad de Alzheimer y Parkinson. y, por lo tanto, justifica su desarrollo continuo como posibles objetivos farmacológicos ".
Estos hallazgos demuestran que el daño de las nanopartículas a las células cerebrales puede causar daño al ADN que depende de los astrocitos. Esto tiene implicaciones para futuros estudios destinados a desarrollar astrocitos como posibles dianas farmacológicas para las enfermedades neurodegenerativas.
