Metodo di previsione della tossicologia relativa alle nanoparticelle
La crescente prevalenza di nanoparticelle (NP) artificiali sta suscitando preoccupazione tra il pubblico e gli organismi normativi riguardo agli effetti della loro esposizione per gli esseri umani e l’ambiente. I test tossicologici sperimentali necessitano dello sfruttamento di animali, sono quindi costosi e richiedono molto tempo. Vi è una preferenza per i metodi in silico ai fini di una riduzione nella sperimentazione animale. Un consorzio europeo ha lavorato per superare gli ostacoli che impediscono lo sviluppo di precisi ed efficaci modelli computazionali, con il sostegno dell’UE nell’ambito del progetto PRENANOTOX (Predictive toxicology of engineered nanoparticles). Il lavoro del progetto si è focalizzato sulla costruzione di una piattaforma per la nanotossicologia predittiva. I ricercatori hanno applicato innovativi strumenti di estrazione delle informazioni per un set completo di articoli scientifici sottoposti a revisione paritaria. In maniera notevole, l’85 % delle informazioni filtrate è stato rilevante. L’analisi dei dati automatica relativa agli istogrammi ha dimostrato un buon rilevamento delle uscite. Tuttavia, la convalida completa non è stata possibile, poiché devono ancora essere stabiliti dei parametri di riferimento in questo campo. Il team PRENANOTOX ha studiato nanomateriali di diverse dimensioni, forme e orientamento, nonché le proprietà delle membrane cellulari. È stato inoltre studiato l’assorbimento di NP e l’avvolgimento da parte della membrana cellulare, mediante l’utilizzo di un modello continuo di membrana per la determinazione dei fattori che causano danno cellulare. Ciò ha consentito la caratterizzazione sistematica di NP e meccanismi di adesione NP-membrana. I risultati dello studio hanno fornito diverse nuove conoscenze sulle caratteristiche delle NP, le quali saranno di aiuto nello sviluppo di modelli di relazione quantitativi struttura-attività, struttura-proprietà e nanostruttura-attività (QSAR, QSPR e QNAR, rispettivamente). Per esempio, è stato rilevato che le NP di silice aventi dimensioni inferiori a 45 nm sono citotossiche, a differenza di quelle aventi dimensioni tra 45-500 nm. Ad eccezione dei macrofagi, le NP caricate positivamente hanno dimostrato avere maggiore citotossicità, rispetto a quelle caricate negativamente. Il successo del progetto è evidente, e ha dato luogo alla pubblicazione di 19 articoli specializzati e 45 presentazioni presso conferenze e meeting. Il progetto PRENANOTOX ha contribuito significativamente al campo della nanotossicologia, grazie al database orientato alla linea cellulare relativo ai nanomateriali accoppiati con il rispettivo profilo di citotossicità, e grazie ai nuovi modelli di tossicità QSAR/QSPR e QNAR. Il team del progetto ha inoltre impiegato e consigliato il software gratuito CORAL software, per la costruzione di futuri modelli QSPR/QSAR. Tali progressi dovrebbero aiutare nello sviluppo di NP sicure, per applicazioni ad ampio raggio che includono la biomedicina.
Parole chiave
Nanoparticelle, tossicologia, PRENANOTOX, QSAR, QSPR, QNAR, database
