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Come categorizzare i nanomateriali per un’efficace valutazione dei rischi e dei pericoli

Un team di esperti finanziato dall’UE ha sviluppato e dimostrato strategie di classificazione dei nanomateriali di sintesi (MNM, manufactured nanomaterials) per affrontare problemi di sicurezza.

Tecnologie industriali

Le nanotecnologie e i MNM sono spesso considerati innovazioni rivoluzionarie, con varie applicazioni in settori quali medicina, trasporti, energia, sicurezza alimentare, sicurezza, TIC e scienze ambientali. Grazie a proprietà migliorate quali una maggiore resistenza, un peso minore, una conduttività elettrica più elevata e una reattività chimica aumentata, i MNM sono sempre più utilizzati per svariati prodotti, tra cui telefoni cellulari, chip per computer, battere, cosmetici, vernici e abbigliamento sportivo. Nonostante i loro vantaggi, i MNM pongono inoltre nuove sfide per quanto concerne salute e sicurezza ambientale. Gli organismi potrebbero essere esposti ai nanomateriali (NM) attraverso i polmoni, il che rende la loro valutazione dei rischi essenziale. Nel panorama in rapida evoluzione dei MNM, i sistemi normativi devono essere sufficientemente solidi da far fronte a materiali che si diversificano nel corso del tempo, in cui i principi relativi alla «sicurezza di natura progettuale» (SbD, safe-by-design) potrebbero essere utili. Il progetto NanoREG II, finanziato dall’UE, ha compiuto grandi passi avanti nell’affrontare tale problema e ha stabilito dei principi per supportare la modifica delle norme sulla nanosicurezza attualmente in vigore. Esso ha sviluppato un processo di valutazione dei rischi più efficiente mediante strategie di classificazione e sperimentazione a integrazione del concetto SbD, costituito da tre pilastri: progettazione sicura, produzione sicura e utilizzo sicuro. «È praticamente impossibile sperimentare il numero teoricamente illimitato di varianti di NM in relazione a tutti gli endpoint tossicologici pertinenti. Di conseguenza, per una valutazione più efficiente, è indispensabile sviluppare approcci di classificazione dei NM», ha osservato un team di scienziati in cui erano presenti ricercatori dell’Istituto federale tedesco per la valutazione dei rischi, ente partner del progetto. Il gruppo ha recentemente pubblicato uno studio sulla rivista «Particle and Fibre Toxicology».

Classificazione dei NM

Nello stesso articolo della rivista, i ricercatori sostengono che cla classificazione dei NM sia più complessa rispetto a quella delle sostanze chimiche convenzionali. «Una categoria chimica comprende un gruppo di sostanze chimiche le cui proprietà fisico-chimiche e (eco-)tossicologiche e/o relative al destino ambientale sono presumibilmente simili o seguono un modello regolare in ragione di un’affinità strutturale», affermano. «La classificazione dei NM è molto più impegnativa da effettuare in quanto, ad esempio, dimostrare l’affinità strutturale richiede una maggiore quantità di parametri. Inoltre, diverse proprietà fisico-chimiche dei NM cambiano nel corso del loro ciclo di vita a causa di processi di agglomerazione, dissoluzione, invecchiamento o interazione con le biomolecole». Secondo i ricercatori, «approcci di classificazione dei NM solidi da un punto di vista scientifico dovrebbero prendere in considerazione la modalità d’azione degli stessi», laddove approcci multiomici integrati potrebbero essere utili. Nello studio, i ricercatori hanno individuato i NM con una modalità d’azione analoga impiegando un approccio multiomico. Con il neologismo omica si intendono le tecnologie che misurano alcune caratteristiche di una grande famiglia di molecole cellulari, quali geni, proteine o metaboliti di piccole dimensioni. «La proteomica è il metodo prescelto per l’analisi dei cambiamenti a livello proteico», dichiara lo studio. «La metabolomica è il metodo omico che più si avvicina al fenotipo di un sistema biologico. Ciononostante, l’impiego della metabolomica nella nanotossicologia è relativamente scarso», aggiunge. «Un metodo omico da solo è in grado di descrivere un’unica sezione dello stato della cellula o del tessuto presi in esame, ma una combinazione di queste tecniche consente di ottenere una panoramica delle risposte cellulari più globale. Pertanto, l’integrazione dei risultati tra più strati di risposta cellulare mediante vari approcci omici comporta una maggiore affidabilità e permette di svelare le modalità di azione dei NM, stabilendo percorsi di tossicità e individuando gli eventi chiave». Lo studio multiomico ha coinvolto 12 NM rilevanti dal punto di vista industriale, tra cui la silice e il biossido di titanio. Il team si è inoltre avvalso di un modello con cellule murine «per raffrontare il risultato di questo studio con i dati in vivo provenienti dai ratti attualmente disponibili». Il progetto NanoREG II (Development and implementation of Grouping and Safe-by-Design approaches within regulatory frameworks) si è concluso a febbraio del 2019. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto NanoREG

Paesi

Francia

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