Nanomedicina. 9/25. "Nanopartículas sin fronteras"

El lado delicado de la novedad y la movilidad de lo nanoscópico.

Las propiedades extraordinarias de los materiales nanoescalares han hecho abrigar la esperanza de contar con tratamientos médicos eficaces y con mejores diagnósticos, incluida una imagenología más precisa. Debido a su tamaño diminuto, los materiales nanoscópicos podrían tener un fácil acceso a áreas del cuerpo que están fuera del alcance de las terapias actuales. Los efectos cuánticos que muestran algunos nanomateriales —propiedades ópticas, eléctricas o estructurales poco comunes, que únicamente se muestran en la escala nanométrica— pueden aumentar la funcionalidad de los materiales a disposición. Lo irónico es que las cualidades que hacen tan atractivos los materiales nanoscópicos para los investigadores y para la industria, en un rango muy amplio de campos —su pequeñez, su movilidad y sus propiedades poco comunes—, podrían resultar las mismas cualidades que pudieran ser dañinas a la salud humana.

Virtualmente todos los científicos concuerdan en que la toxicología de los materiales diseñados nanológicamente es en gran medida desconocida, y en que los datos de toxicidad no pueden extrapolarse de los estudios toxicológicos existentes que se hicieran en partículas de escalas mayores.41 En otras palabras, es muy probable que la toxicidad de una sustancia formada por partículas de una micra de diámetro difiera de la toxicidad de las partículas (de la misma sustancia) que tengan únicamente 10 nm de diámetro (una micra es equivalente a mil nm). Esto es así porque mientras más pequeña sea una partícula, mayor es el porcentaje de sus átomos que se hallan en la superficie. Una gran área superficial corresponde a un alto nivel de reactividad
—y, en general, mientras más reactiva sea una sustancia, más tóxica es. Sin embargo, lo que es generalmente cierto puede no mantenerse en la escala nanométrica. El comportamiento de los materiales en este rango (entre ~1-100 nm) es impredecible, y los científicos sugieren a últimas fechas que la forma y la estructura superficial de un material nanoscópico son también factores importantes para determinar su reactividad y toxicidad, haciendo del campo de la toxicología nanoscópica algo aún más crucial.42

Esta brecha en el conocimiento requiere atención urgente porque hay cientos de productos que contienen nano-materiales y que están ya en el mercado,43 y no hay dependencia federal en el mundo que regule los materiales nanoscópicos en sí mismos. El aumento en la disponibilidad biológica asociada a los materiales nanoescalares, significa que las dosis de medicamentos formulados nanológicamente deberían supervisarse con más cuidado, dado que “empacan más energía” que sus contrapartes de escala mayor —una sobredosis podría crear serios problemas.En el mismo sentido, su mayor movilidad podría ser una desventaja.

El acceso al cerebro es especialmente útil cuando se tratan cánceres cerebrales pero, por otro lado, no deberíamos permitirle rienda suelta en nuestro cuerpo a todas las partículas diseñadas nanológicamente a las que estaremos expuestos —a través del ambiente o mediante los productos nanoscópicos comerciales. Un estudio reciente sugiere que el aumento en la reactividad mostrado por las nano-partículas de dióxido de titanio (TiO2), que se utilizan con frecuencia como ingrediente en filtros solares, puede causar daño a las microglias del cerebro —células cuyo propósito es proteger el sistema nervioso central.44 Pese al hecho de que los filtros solares y los cosméticos comerciales contienen partículas diseñadas nanológicamente, incluido el TiO2 no hay un consenso científico acerca de cuánto pueden penetrar la piel las nano-partículas. Incluso los materiales nanoscópicos diseñados para entrar en nuestros cuerpos como medicamentos dirigidos o agentes imagenológicos pueden crear problemas si se pierden de su objetivo y se aposentan en nuestras células, cerebros u otros órganos.

Al asesorar innovaciones nanotecnológicas para el sector salud, Frost & Sullivan, una firma internacional de investigación de mercados, advierte, “las nano-partículas y los nano-materiales utilizados en aplicaciones relacionadas con el descubrimiento de medicamentos pueden tornarse fuente de preocupación si se degradan muy pronto o si permanecen en el cuerpo por periodos prolongados. La capacidad de los materiales nanoscópicos para interactuar con los organismos biológicos conlleva la posibilidad de que sean dañinos para los humanos o el ambiente... El entendimiento actual de la potencial toxicidad de las nano-partículas es limitado, pero la investigación indica que algunos de estos productos pueden entrar en el cuerpo humano y volverse tóxicos a nivel celular, en varios fluidos, tejidos y/u órganos corporales.

¿Partículas sin fronteras?
¿Pueden llegar al sistema nervioso central las nanopartículas que inhalemos? ¿Pueden penetrar a través de las capas de la piel las nano-partículas de los filtros solares y los cosméticos? ¿Cruzar la barrera del cerebro? Qué tan pequeñas deben ser para entrar a las células? No está claro cuánto pueden translocarse (moverse de un lado a otro) las partículas nanoscópicas en el cuerpo. Parece que el tamaño, la composición y la forma de una partícula juegan un papel en lo anterior. Un estudio reciente mostró que las partículas esféricas —algunas con diámetro de 14 nm y otras con 74 nm de diámetro— penetraron células más fácilmente que las partículas nanoscópicas en forma de barra que medían 14 x 74 nm.46 Las partículas esféricas de 50 nm, sin embargo, son doblemente propensas a entrar que las partículas esféricas un poco mayores o un poco menores.47 Un estudio efectuado en ratas muestra que nanopartículas inhaladas menores de 40 nm pueden llegar al cerebro (específicamente al bulbo olfativo) vía el nervio olfativo.48 Este hallazgo es potencialmente significativo para el desarrollo de métodos de suministro de medicamentos y para la nanotoxicología porque sugiere que las partículas nanoscópicas pueden ser capaces de burlar la muy cerrada barrera de sangre del cerebro.