¿Es el momento de reconsiderar la seguridad de las nanopartículas?
La inmunidad innata es la primera que se activa tras el contacto con una materia externa, ya sea un virus o una partícula de plástico. Las células y los factores inmunitarios innatos constituyen la primera línea de defensa en las barreras entre el organismo y el entorno, y los mecanismos se han conservado a lo largo de la evolución de la mayoría de las especies.
Evaluación de las respuestas inmunitarias ante los nanomateriales
Con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie, el proyecto PANDORA ha estudiado el impacto de las nanopartículas sobre la inmunidad innata. «La idea era evaluar la toxicidad de los nanomateriales sobre el medio ambiente en su conjunto, incluidas las plantas, los invertebrados terrestres y marinos y, por supuesto, la salud humana», subraya Diana Boraschi, coordinadora del proyecto. Los investigadores de PANDORA combinaron metodologías clásicas y de vanguardia para examinar la reacción inmunitaria innata tras la exposición a nanomateriales. Esto incluyó la interacción de las nanopartículas con células inmunitarias innatas y la microbiota simbiótica, además de sus efectos a nivel subcelular, molecular y del organismo en su conjunto. Los socios investigaron las respuestas inmunitarias frente a los efectos de las nanopartículas de hierro, titanio y óxido de cerio, las cuales cuentan con multitud de aplicaciones. Descubrieron elementos únicos y características comunes en las respuestas de defensa de cada organismo. Tras la exposición a las nanopartículas, las respuestas inmunitarias dieron lugar a una alteración transitoria de la homeostasis del organismo que se resolvió rápidamente y no causó efectos tóxicos a largo plazo. Esto indica que los mecanismos inmunitarios innatos pueden hacer frente de manera eficaz a materias extrañas como las nanopartículas. Sin embargo, en dosis altas y dependiendo de su composición química, las nanopartículas causaron efectos tóxicos. Curiosamente, incluso en ausencia de respuestas inmunitarias iniciales frente a las nanopartículas, los investigadores observaron que el sistema inmunitario innato generaba cierto tipo de memoria inmunitaria que daba forma a las respuestas posteriores a otros retos.
Dar forma al diseño futuro de las nanopartículas destinadas a aplicaciones humanas
Los hallazgos de PANDORA sugieren que es biológicamente imposible predecir la toxicidad de las nanopartículas basándose exclusivamente en el diseño y ofrecen la base para el diseño futuro de partículas más seguras para el uso humano. «La seguridad de las nanopartículas puede ser diferente en distintos organismos, a dosis diferentes, en diferentes células/tejidos o en personas con distintos problemas de salud. Así, lo que resulta completamente seguro en un adulto joven puede tener efectos perjudiciales en un anciano que presente patologías crónicas», subraya Boraschi. Por consiguiente, los esfuerzos futuros para aplicaciones biomédicas de las nanopartículas se deben centrar en la selección de la vía de administración, la dosis y la composición química adecuadas en función del estado de salud del paciente. El trabajo en curso relacionado con los mecanismos subyacentes a estas respuestas inmunitarias y su presencia en los organismos vivos ofrecerá una perspectiva holística sobre la seguridad de las nanopartículas. No obstante, las nanopartículas se pueden utilizar para generar una memoria innata beneficiosa. Gracias a su falta de especificidad, se puede utilizar esta memoria innata en humanos para aumentar la eficiencia de las vacunas y para otros tipos de enfoques inmunomoduladores terapéuticos frente a diversas enfermedades. En las plantas, la inducción de la memoria innata podría utilizarse para aumentar la resistencia a las plagas, y este mismo concepto se puede aplicar a los invertebrados de interés comercial, como las abejas melíferas.
Palabras clave
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