Valutare l'impatto sanitario delle nanoparticelle di metallo
Gli scienziati temono che le particelle di metallo e di ossidi metallici potrebbero essere potenzialmente pericolose a causa della particolare attività catalitica che si sviluppa come risultato delle proprietà a livello di nano-interfaccia. Inoltre la loro decomposizione potrebbe causare un aumento nella concentrazione intracellulare di ioni e interferire con il metabolismo cellulare. Un problema molto specifico nella gestione della valutazione tossicologica dei nanomateriali, e in particolare delle nanoparticelle di ossidi metallici, è la difficoltà di localizzarle e quantificarle nelle cellule e negli organi. A tal fine il progetto HINAMOX, finanziato dall''UE, ha sintetizzato nanoparticelle specificamente marcate da utilizzare in saggi cellulari in vitro per tracciarne la biodistribuzione. Sono state create nanoparticelle di metallo e ossidi metallici marcate che potevano essere tracciate tramite tomografia a emissioni di positroni (PET) e tomografia a emissione di singoli fotoni (SPECT). Sono state progettate anche particelle marcate a fluorescenza, che sono state utilizzate per studi di assorbimento in vitro. Il destino intracellulare di queste particelle dipende dalle loro caratteristiche, dalla chimica di superficie e dall''interazione con le proteine e altre molecole biologicamente rilevanti. Per studiare l''elaborazione delle particelle all''interno delle cellule, i partner hanno applicato la microscopia confocale Raman, la microscopia elettronica in trasmissione (TEM), la microscopia a raggio ionico (IBM) e la microscopia confocale a scansione laser. La coltura in vitro di nanoparticelle con cellule ha rivelato che l''internalizzazione richiedeva almeno 12 ore. L''assorbimento era ostacolato dalla presenza della corona proteica sulla superficie delle nanoparticelle e la microscopia confocale delle nanoparticelle fluorescenti ha mostrato un pattern di internalizzazione che era correlato all''assorbimento degli endosomi/lisosomi. Gli scienziati hanno studiato anche la citotossicità, l''impatto immunologico e l''effetto dello stress ossidativo delle particelle di metallo su macrofagi, cellule alveolari epiteliali di tipo 2 (ATII) e cellule epiteliali polmonari. Questa analisi era di grande importanza fisiologica, poiché l''inalazione polmonare costituisce il percorso più probabile di esposizione alle nanoparticelle. L''analisi PET della biodistribuzione in vivo a seguito di somministrazione per via endovenosa di nanoparticelle ha svelato che la distribuzione e l''accumulo delle nanoparticelle in tutti gli organi dipendono fortemente dalle dimensioni. Si è comunque osservato un accumulo trascurabile di nanoparticelle nel cervello, indipendentemente dalla dimensione. Il risultato dello studio HINAMOX, combinato con misurazioni sul campo per valutare l''emissione di nanoparticelle durante la produzione delle polveri, è la conferma dei rischi sanitari posti da questi nuovi materiali. Gli esiti dello studio dovrebbero fornire una base per la formulazione di nuove procedure sanitarie e di sicurezza per minimizzare l''esposizione alle nanoparticelle.
