Cómo entran (e influyen) las nanopartículas en el cerebro
El encéfalo humano es un órgano adecuadamente protegido gracias a la barrera hematoencefálica (BHE). Al actuar como un campo de fuerza que rodea el encéfalo, la BHE mantiene alejados los patógenos y las toxinas potencialmente peligrosos a la vez que deja entrar los nutrientes vitales. Sin embargo, pese a que la BHE es extremadamente buena en lo que hace, tampoco es perfecta. «Existen pruebas de que se pueden encontrar nanomateriales derivados de la contaminación atmosférica en el encéfalo de las personas que viven en entornos urbanos muy contaminados», comenta Éva Valsami-Jones, catedrática de Nanociencia ambiental de la Universidad de Birmingham. «La gran pregunta es cómo hacen estos nanomateriales para cruzar la barrera hematoencefálica». Bajo la coordinación de Valsami-Jones y la dirección de Zhiling Guo, beneficiaria de una beca individual Marie Skłodowska-Curie, el proyecto financiado con fondos europeos NanoBBB investigó cómo entran en el encéfalo los nanomateriales a través de la BHE y el impacto que tiene esto sobre el organismo humano.
Un escudo imperfecto
A través de diversas técnicas avanzadas de exploración y radiografía, el equipo evaluó diversos nanomateriales de metal y de óxido metálico de varios tamaños, formas y composiciones. «Al proporcionar una resolución extraordinaria de procesos muy complejos y a pequeña escala, estas técnicas nos permiten observar detalladamente el comportamiento de los nanomateriales a lo largo de la barrera hematoencefálica», subraya Guo. Usando una BHE que construyó en el laboratorio, Guo observó que el óxido de zinc y la plata, dos nanomateriales ampliamente usados en productos habituales de consumo y sanitarios, están especialmente bien adaptados para cruzar la BHE. «Debido a sus exclusivas propiedades fisicoquímicas, estos materiales lograron transformarse y cruzar la barrera modelo en forma de partículas o de iones disueltos», explica Guo. Posteriormente, el equipo reunió sus hallazgos en una base de datos exclusiva sobre transporte de nanomateriales y transformación química. «Esta información es fundamental para evaluar la seguridad de los productos que utilizan estos tipos de nanomateriales», añade Valsami-Jones. «También desempeñará un papel fundamental en el desarrollo de futuras aplicaciones biomédicas de los nanomateriales». Actualmente Guo está cargando el conjunto de datos completo en un repositorio de datos de nanoseguridad. Una vez terminado este proceso, los datos estarán completamente disponibles para ser utilizados por otros investigadores.
Riesgos y recompensas
El equipo del proyecto NanoBBB logró reunir importante información nueva sobre cómo los biomateriales pueden cruzar la BHE. «Esta información no solo puede utilizarse para ayudar a proteger el encéfalo frente a nanomateriales potencialmente peligrosos, sino que abre la puerta al diseño de fórmulas basadas en nanomateriales que sean capaces de administrar fármacos de forma dirigida al encéfalo» explica Guo. «Por otra parte, nuestro trabajo permite desarrollar simulaciones informáticas para predecir la captación de nanomateriales, su transformación y su transporte a través de la barrera hematoencefálica», señala Valsami-Jones. Los investigadores tienen previsto buscar financiación adicional para llevar a cabo experimentos «in vivo» sobre una mayor variedad de nanomateriales y comparar la permeabilidad de otras barreras biológicas.
Palabras clave
NanoBBB, nanomateriales, encéfalo, barrera hematoencefálica, BHE, contaminación atmosférica, radiografía, biomédicas, fármacos
