Investigadores del ICMAB lideran un estudio sobre la toxicidad de nanopartículas de óxido de hierro, a partir del análisis de marcadores genéticos ligados a la nanotoxicidad en los organismos C. elegans. Parte del experimento, publicado en la revista Nanotoxicology, se ha llevado a cabo en el Sincrotrón ALBA, en la línea de luz de infrarrojo MIRAS. El estudio sugiere que las nanopartículas pueden ser captadas por las células intestinales hacia su interior, que pueden interaccionar con los lípidos celulares y que pueden activar mecanismos celulares de estrés oxidativo.

Cerdanyola del Vallès, 7 de agosto de 2017

. Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC), liderados por Anna Roig y Anna Larromaine del grupo de Nanopartículas y Nanocomposites (N&N), en colaboración con Núria Benseny-Cases, investigadora postdoctoral de la línea de luz MIRAS del Sincrotrón ALBA, Stephen Stürzenbaum, del King's College London (Reino Unido), han publicado el primer artículo de la línea MIRAS del Sincrotrón ALBA sobre la toxicidad de las nanopartículas.

Con la luz de infrarrojo de la línea MIRAS se ha podido estudiar la toxicidad de diferentes nanopartículas de óxido de hierro de los organismos C. elegans, unos nematodos de 1 mm de longitud que se utilizan como organismo modelo en estudios genéticos, ya que tienen todo su genoma secuenciado. En el grupo del ICMAB se aprovechan las características de este gusano, su transparencia, el ciclo de vida corto (4-5 días), vida corta (2-3 semanas), su facilidad experimental y bajo coste de mantenimiento, entre otros, para evaluar el uso de nanopartículas en aplicaciones en medicina.

El trabajo, enmarcado en la tesis doctoral de Laura González-Moragas, analiza los cambios a nivel molecular influenciados por la presencia de las nanopartículas. Los análisis muestran que las nanopartículas cruzan la barrera intestinal del C. elegans debido a procesos donde interviene una proteína de la membrana celular, la clatrina. Además se han observado diferencias en la expresión génica según el tipo de nanopartículas a las que los gusanos estaban expuestos. El uso de la línea MIRAS ha permitido determinar altos niveles de oxidación de lípidos, evidenciando un estrés oxidativo de los tejidos después de la administración de las nanopartículas, hecho que podría implicar una presencia de radicales libres o moléculas inestables en el organismo.

Estudios como éste demuestran que mediante la identificación de los mecanismos moleculares responsables de las respuestas biológicas observadas después de la exposición a nanopartículas, se puede comprender y predecir su comportamiento y optimizar su diseño para conseguir nanomateriales de baja toxicidad y más seguros para los humanos.

La línea de luz MIRAS del Sincrotrón ALBA se dedica a la espectroscopia y microscopía de luz de infrarrojo, cubriendo un rango de longitudes de onda entre 1 y 100 µm. Es una herramienta muy potente para identificar la composición química de los materiales a nivel molecular utilizando un interferómetro de transformada de Fourier. Comenzó su puesta en marcha en abril de 2016 y abrió sus puertas a usuarios, a través del sistema de revisión de propuestas por pares, en octubre del mismo año. Las aplicaciones de la línea cobren muchos campos, desde la ciencia de materiales, la bioquímica, la arqueología, la geología, la biología celular, etc.

Fig: Imagen del C.elegans mostrando las nanopartículas en su interior (en marrón).

Referencia: Toxicogenomics of iron oxide nanoparticles in the C. elegans nematode. Laura Gonzalez-Moragas, Si-Ming Yu, Núria Benseny-Cases, Stephen Stürzenbaum, Anna Roig, Anna Laromaine. Nanotoxicology, 1-11