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Do nanoparticles induce neurodegenerative diseases? Understanding the origin of reactive oxidative species and protein aggregation and mis-folding phenomena in the presence of nanoparticles

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Evaluación de la neurotoxicidad de los nuevos materiales diseñados en laboratorio

Las nanopartículas diseñadas (NP) son minúsculas formaciones de materiales que también se fabrican en grandes cantidades pero con propiedades muy diferentes. Con el aumento de su popularidad, es fundamental evaluar el impacto que podrían tener en la salud de las personas.

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Las nanopartículas diseñadas son lo suficientemente pequeñas como para atravesar la barrera hematoencefálica que protege el cerebro frente a los agentes externos. Las pruebas sugieren que estas nanopartículas pueden provocar el estrés oxidativo de ciertos organismos vivos, lo que podría dañar las células y tener efectos sobre el ADN. Además, su gran superficie en relación a su volumen podría causar un desarrollo anómalo de las proteínas amiloides (fibrilación), un proceso asociado a las patologías neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson. La presencia, cada vez mayor, de nanopartículas diseñadas en productos y dispositivos aumenta nuestra exposición a estas. Ello hace que sea necesario realizar de forma urgente un estudio pormenorizado de este fenómeno, pues se trata de una cuestión de salud pública. El proyecto NEURONANO, financiado con fondos comunitarios, investigó de qué manera las nanopartículas atraviesan la barrera hematoencefálica y analizó los efectos del estrés oxidativo y la fibrilación en cultivos de células primarias y en modelos animales. Los científicos no hallaron ningún vínculo entre los efectos de las nanopartículas y el estrés oxidativo celular. Solo una de las nanopartículas analizadas resultó ser citotóxica, lo que podría provocar la descomposición de las células sanguíneas y, en última instancia, daños mitocondriales. Sin embargo, todas las nanopartículas causaban o contribuían a la fibrilación de proteínas, un efecto que se podría inhibir. En todo caso, es necesario seguir investigando a fin de conocer los mecanismos de inhibición para optimizarlos. Por su parte, la llegada de nanopartículas al cerebro dependería en gran medida del modo de exposición (inhalación, inyección periférica o inyección intravenosa). Incluso con la vía más eficiente, solamente menos del 1 % de la dosis aplicada consiguió llegar al cerebro. La baja acumulación en el cerebro podría deberse a la acumulación en las propias células de barrera del endotelio cerebral, tal y como reveló el modelo de barrera in vitro. Además, existen pruebas de que la acumulación de nanopartículas no tóxicas podría provocar síntomas secundarios que podrían estar relacionados con distintas patologías y con la neurodegeneración. NEURONANO fue un estudio pionero sobre la neurotoxicidad de las nanopartículas de diseño, el cual dio lugar a más de cincuenta publicaciones en revistas científicas arbitradas. Además de haber supuesto una base importante para la regulación y la estandarización, el estudio ha abierto nuevas vías de investigación y ha dado pie a numerosas investigaciones relacionadas en todo el mundo. A su vez, el desarrollo de un vasto catálogo de nanopartículas radiomarcadas, protocoles experimentales y ensayos ha ayudado a la comunidad investigadora a descubrir nuevas formas de mejorar la salud pública.

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