¿Cómo impactan los nanomateriales el medio ambiente y la salud humana?

Materiales de dimensiones nanométricas son utilizados en una amplia diversidad de productos accesibles comercialmente, que pueden ir desde cosméticos hasta fertilizantes que incentivan el crecimiento de las plantas.

El incremento en su aplicación ha despertado el interés de científicos en todo el mundo por determinar los potenciales efectos tóxicos que los nanomateriales tienen para el medio ambiente y la salud humana.

“Aunque son numerosos los beneficios del uso de las nanopartículas, también existe una preocupación creciente sobre el impacto que puedan tener, dada su capacidad para entrar en las células, organelos y núcleos, provocando —entre otros efectos— estrés oxidativo”, advierte el artículo “Factores y mecanismos de la toxicidad de las nanopartículas metálicas”.

El texto de 2017, autoría de investigadores de la Universidad de Cádiz, observa que el uso creciente de las nanopartículas ampliará su liberación en el medio ambiente y podría afectar a los organismos que viven en él.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Rafael Vázquez Duhalt, investigador del Centro de Nanociencias y Nanotecnología (Cnyn) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Ensenada, afirmó que en México cada vez hay más laboratorios preocupados por el efecto de los nanomateriales en términos de salud y su impacto ambiental.

Dicha preocupación se materializa en la consolidación del Sistema Nacional de Evaluación Nanotoxicológica (Sinanotox), proyecto que conjunta esfuerzos de seis instituciones académicas mexicanas, a través de once sedes, y es impulsado desde la Red de Nanociencias y Nanotecnología, red temática Conacyt.

El Sinanotox ofrecerá a empresas y a instituciones académicas y gubernamentales, servicios de evaluación de nanomateriales que permitan prever su impacto, ya sea en el medio ambiente o en la salud humana, dependiendo de su aplicación.

Evaluaciones microbiológicas

Servicios de evaluación del uso de nanomateriales y su repercusión en microorganismos como bacterias y hongos estarán en el catálogo de servicios del Sinanotox, área de la que es responsable el doctor Alejandro Huerta Saquero.

El investigador del Cnyn explicó que existen nanomateriales diseñados para combatir bacterias y hongos patógenos; sin embargo, afectan de igual manera a microorganismos benéficos, por lo que hay que controlar su aplicación.

“No por combatir algunos microorganismos que representen un riesgo para la salud se deben eliminar también microorganismos benéficos”, precisó.

Mencionó que desde hace varios años en el Cnyn desarrollan este tipo de estudios, principalmente en busca de nanomateriales antimicrobianos, con lo que han obtenido protocolos experimentales definidos que son útiles para la realización de evaluaciones nanotoxicológicas.

Pero este tipo de pruebas no solamente es eficiente para el desarrollo de productos biomédicos sino para múltiples productos, como los usados en la agricultura y en diferentes sectores industriales, ya que invariablemente su destino final es el medio ambiente, acuático o terrestre.

“Nos interesa saber qué impacto tienen los nanomateriales en las comunidades microbianas de esos nichos, entonces nos estamos adelantando a tratar de determinar qué tanto riesgo hay en el uso indiscriminado de esos materiales”, señaló el doctor Huerta Saquero.

¿Cómo influye la presencia de un nanomaterial en la sobrevivencia de un microorganismo? Para responderlo, los especialistas del Cnyn exponen los microorganismos a las nanopartículas que se deseen evaluar y observarán parámetros como su viabilidad, sus respuestas genéticas y metabólicas.

Esto les permitirá conocer la respuesta de los microorganismos ante los nanomateriales, si son resistentes o si eventualmente podrían generar resistencia.

“También evaluamos algunas respuestas metabólicas para identificar si estos organismos se estresan, si desarrollan algún tipo de respuesta particular, y todo esto nos permite en su conjunto hacer una evaluación bastante clara del impacto que tienen estos nanomateriales, sobre todo en comunidades microbianas silvestres”.

Diversificar modelos

Las evaluaciones para prever el impacto de nanomateriales en microorganismos serán uno de varios tipos de estudios que se ofertarán como parte del catálogo de servicios del Sinanotox, mismos que serán seleccionados en función del propósito para el que fue sintetizado el material y los organismos que estarán expuestos a él una vez que se comercialice.

“Así nosotros podemos decidir si lo más conveniente para el producto es evaluarlo desde el punto de vista microbiológico o de ambientes acuáticos o terrestres, por ejemplo, entonces seleccionamos como modelo un organismo acuático o alguno terrestre, o incluso si el producto va a ser aplicado en el hombre, se pueden hacer pruebas en cultivos celulares o en modelos animales, como vías respiratorias, sistema circulatorio, etcétera”, detalló el doctor Huerta Saquero.

Los modelos con que trabajan especialistas que forman parte del Sinanotox se amplían constantemente para cubrir la mayor gama de pruebas posibles y ofrecer el servicio preciso dependiendo del nanomaterial.

El doctor Rafael Vázquez Duhalt, investigador del Cnyn y coordinador del Sinanotox, apuntó que por medio de 15 laboratorios albergados en las once sedes integradas en el sistema, se realizan evaluaciones con diferentes modelos.

“Hay laboratorios que trabajan con microorganismos y miden el efecto de estos materiales sobre el crecimiento de bacterias, hongos y protozoarios; tenemos laboratorios que trabajan con cultivos celulares y de tejidos, otros que trabajan con órganos completos: corazón, tráquea, pulmón; tenemos otros laboratorios que trabajan con ratones, peces y nematodos, y otros que trabajan con plantas”.

Subrayó que el objetivo es diversificar los modelos biológicos para contar con la capacidad de desarrollar estudios extensivos del impacto de los nanomateriales, no solo en bacterias y hongos sino en una amplia variedad de organismos.

Regulación de nanomateriales

Hasta ahora, México y muchos países del mundo carecen de una legislación que regule el uso de nanomateriales, pero la preocupación social y gubernamental ha despertado y con ello el interés de los especialistas para abonar en estas tareas.

El doctor Rafael Vázquez Duhalt aclaró que hasta ahora la Red de Nanociencias y Nanotecnología no ha desarrollado trabajos en este sentido pero consideró que la implementación del Sinanotox podría ser la pauta para que se regule el uso, producción y comercialización de materiales nanoestructurados en el país.

Estimó que por ahora recae en el sector privado la responsabilidad de demostrar la inocuidad de sus productos y proteger la salud de los trabajadores que se exponen a los nuevos materiales, por lo que prevé que el Sinanotox despertará el interés de las empresas con presencia en México, ya que es una herramienta para lograr este tipo de objetivos.

“Es una necesidad urgente y la Red de Nanociencias y Nanotecnología hizo de este proyecto uno de sus proyectos emblemáticos”, comentó el investigador.

Sistema de vanguardia

Las seis instituciones que integran el Sinanotox se encuentran en proceso de la firma del convenio que formalizará el sistema; con ello se comprometen a poner al servicio del sistema su infraestructura y personal especializado para la realización de evaluaciones.

El doctor Rafael Vázquez Duhalt precisó que el sistema está diseñado para ser autosustentable y se convertirá en el primero en trabajar con evaluación toxicológica de materiales nanoestructurados, antes de lanzar al mercado los productos.

“México es líder en esto, no existen en el mundo sistemas nacionales de evaluación toxicológica. Algunos países europeos están empezando a hacer una legislación al respecto pero en la mayoría de los países no hay nada; estamos siendo vanguardia a nivel mundial al integrar este sistema nacional de evaluación toxicológica”, concluyó.

Fuente: CONACYT.