Las Nano-biointeracciones y las Nanopatologías

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¿Cómo interactúan las nanopartículas con estructuras biológicas como las células, las proteínas y el ADN?

Las nanopartículas entran en el organismo de varias maneras, en la mayoría de los casos por inhalación e ingestión. Cuando se inhala, la mayoría de ellos son expulsados con la respiración y el aliento. Cuando se ingieren, la mayoría de ellos se libran a través de las heces. Pero algunas son capturadas por los tejidos de los pulmones y del sistema digestivo y entran en la sangre, dispersándose por todo el cuerpo.

En algunos pacientes, aquellos que no producen suficientes agentes fibrinolíticos, esa proteína no se destruye y se convierte en un iniciador de trombos, provocando tromboembolismo pulmonar si se produce en las venas, e infarto o accidente cerebrovascular si se da en las arterias. Esa es una interacción importante.

Vasos sanguíneos con glóbulos rojos y una esfera metálica (Marcador de 20 micras)
Vasos sanguíneos con glóbulos rojos y una esfera metálica (Marcador de 20 micras)

Nanopartículas y cáncer

En la mayoría de las personas, las partículas presentes en la sangre se transportan a cualquier órgano donde son atrapadas sin posibilidad de escapar. La reacción biológica es la típica de los cuerpos extraños: el crecimiento de un tejido inflamatorio que puede convertirse en cáncer. El proceso puede tardar meses si la exposición a las partículas es particularmente alta, como ocurre, por ejemplo, con los soldados combatientes expuestos al polvo de las explosiones, o décadas en otros casos, que rara vez exceden la vida del sujeto y, por lo tanto, permanecen sin ser observados.

Nanopartículas y enfermedades neurológicas

Pero una interacción puede ocurrir con el cerebro, donde las nanopartículas pueden entrar libremente, causando inflamación y las enfermedades neurológicas subsiguientes. Observaciones directas de los tejidos cerebrales afectados por patologías como el Parkinson, el Alzheimer, el autismo u otras enfermedades podrían mostrar su presencia in situ.

Otras interacciones

Otras interacciones pueden ocurrir con el páncreas haciéndolo incapaz de producir insulina. Las nanopartículas también pueden viajar de la madre al feto y ser la causa de abortos espontáneos, malformaciones o incluso cáncer en el propio feto.

Lo que es particularmente interesante es la interacción entre nanopartículas y el ADN, ya que esas partículas pueden entrar en la célula e interactuar con sustancias nucleares. El ADN se daña por ese contacto, especialmente durante la reproducción celular, y en realidad es difícil o imposible en absoluto adivinar su resultado. Las células pueden defenderse contra ataques externos e incluso arreglar el ADN en algunos casos. Sin embargo eso no sucede si los atacantes son nanopartículas, y las células son incluso incapaces de autodestruirse a través de la apoptosis.


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Ahora ¿Qué nivel de comprensión se ha alcanzado con respecto a las interacciones entre nanopartículas y hasta qué punto ha avanzado la nanomedicina en los últimos años?

Tomó algunos años antes de que la ciencia, y la medicina en particular, empezó a entender la importancia de las nanopartículas y la extensión de sus efectos en nuestros organismos. Por suerte, ahora muchos científicos están investigando activamente sobre el tema y el conocimiento está avanzando rápidamente, aunque aún hay muchos límites debido a la imposibilidad de lidiar con la leyes poco conocidas de la física a nivel nano. Nuestro nivel de conocimiento es todavía bajo y aun se conoce poco acerca de cuáles son las implicaciones de la interacción entre las nanopartículas y la salud, las nanopartículas y el medio ambiente.

Nanotecnólogía y Nanomedicina

Por otro lado, la Nanomedicina aprovecha los resultados de la nanotecnología. Además de ser utilizados como tipos de fármacos en algunos casos, las nanopartículas de ingeniería son portadores formidables para agentes diagnósticos y terapéuticos.

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Un agregado de proteínas con nanopartículas esféricas incrustadas. La formación se debe a la nanobiointeracción.

La Nano-biointeracción y la Nanopatología

La nano-biointeracción y la nanopatología pueden considerarse dos caras de la misma moneda. La nanopatología es la ciencia médica o, mejor, interdisciplinaria, respecto a las enfermedades causadas por las micro y nanopartículas. Las interacciones entre esas partículas y el organismo considerado como todo el complejo de órganos, tejidos, microbiota y sus innumerables funciones son la base sobre la que se basa la nanopatología. Por lo tanto, uno no podría existir sin el otro.

La microscopía electrónica en la identificación de nano-biointeracciones

En muchos casos, cuando se quiere explorar un territorio es poder verlo y la Microscopía Electrónica de Barrido permite ver las micro y nanopartículas dentro de los tejidos y verificar directamente la interacción.

La microscopía óptica es necesaria para emitir un diagnóstico, pero no es adecuada y lo suficientemente poderosa para apreciar los detalles de lo que sucede entre las partículas y los tejidos biológicos. La Microscopía electrónica de barrido permite ver la forma de las partículas, su tamaño y su disposición en el tejido e incluso dentro de las células, y permite utilizar un sensor llamado EDS (Sistema de Dispersión de Energía) que puede darle un análisis preciso de la composición elemental de las partículas que está observando. Toda esa información es esencial para entender el fenómeno.

La Microscopía Electrónica de Transmisión es útil en algunos casos y también la Microscopía de Imágenes Correlativas parece prometedora, una técnica que combina microscopía de luz y electrónica.
En la mayoría de los casos, las aplicaciones médicas deben ser experimentadas durante mucho tiempo. Eso porque la medicina no es una ciencia como, por ejemplo, las matemáticas. En medicina no hay teoremas universales que se puedan demostrar ni verdades universales, sino que todo debe ser evaluado a través de estadísticas.

Fuente:

Referencias:

G. Visania, , 1, , A. Mantib, L. Valentinib, B. Canonicob, F. Loscoccoa, A. Isidoria, E. Gabuccia, P. Gobbib, S. Montanaric, M. Rocchic, S. Papac, A.M. Gattid Environmental nanoparticles are significantly over-expressed in acute myeloid leukemia. Leukemia Research, Volume 50, November 2016, Pages 50–56.
http://sciencedirect.com/science/article/pii/S0145212616301916

Artoni E1, Sighinolfi GL2, Gatti AM3, Sebastiani M4, Colaci M4, Giuggioli D4, Ferri C4Micro and nanoparticles as possible pathogenetic co-factors in mixed cryoglobulinemia.Occup Med (Lond). 2016 Sep 30. pii: kqw134. [Epub ahead of print]
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27694373

Antonietta M. Gatti, Stefano Montanari, Case Studies in Nanotoxicology and Particle Toxicology, Elsevier (USA) (ISBN: 978-0-12-801215-4). 2015; 1-260.

A. Gatti., S. Montanari “Nanopathology: The health impact of nanoparticles” edited by PanStanford Publishing Pte.Ltd Singapore, ISBN -10981\-4241-00-8, 2008, 1-298.

http://scienceblog.cancerresearchuk.org/2013/02/01/feeling-the-heat-the-link-between-inflammation-and-cancer/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1994795/

http://mcr.aacrjournals.org/content/4/4/221

http://www.cancernetwork.com/review-article/chronic-inflammation-and-cancer

https://www.cancer.gov/about-cancer/causes-prevention/risk/chronic-inflammation

http://nutritionaloncology.org/cancerCells&Inflammation.html

http://carcin.oxfordjournals.org/content/30/7/1073.full

Anti-inflammatory Cancer Treatments

http://www.medscape.com/viewarticle/770396

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-015-0075-7

http://www.nanopartikel.info/en/nanoinfo/cross-cutting/1700-nanoparticles-at-the-blood-brain-barrier

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-015-0133-1

Translocation and fetal accumulation of gold nanoparticles from maternal blood in the rat. Particle and Fibre Toxicology2014; 11:33.
A.M. Gatti “Gulf War Sindrome: is nanopathology to blame?” NanoNow, December 2007, 43-44.
A.Gatti, S. Montanari “ Nanopollution: the invisibile fog of future wars” The Futurist, May-June 2008, 32-34.
A.Gatti, S. Montanari “Nanocontamination of the soldiers in a battle space” In Nanomaterials : Risks and benefits, Ed I.Linkov and J. Steeveens , Ed Springer , the Netherlands , April 2008 83-92.

Antonietta M. Gatti, Stefano Montanari, “Nanoparticles: a new form of terrorism? “In Proceedings of the NATO-ASI Conference in Chisinau, Moldova 07-17 June 2010 entitled “Technological innovations in detecting and sensing of chemical biological radiological, nuclear threats and ecological terrorismo , ED, by A. Vaseashta, E. Braman, P. Susman , Publisher SpringerScience +Business Media B. V. , Dordrecht, the Netherlands, 2012, 45-53.

 

 

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