Publicado 07/07/2021 07:44CET

Nanomateriales de productos de consumo podrían afectar al cerebro al atravesar la barrera hematoencefálica

Archivo - cerebro, recurso, neuronas
Archivo - cerebro, recurso, neuronas - JENS LANGNER - Archivo

MADRID, 7 Jul. (EUROPA PRESS) -

Los nanomateriales que se encuentran en productos de consumo y sanitarios pueden pasar del torrente sanguíneo al lado del cerebro en un modelo de barrera hematoencefálica con mayor o menor facilidad según su forma, creando así posibles impactos neurológicos que podrían ser tanto positivos como negativos, según revela un nuevo estudio publicado en la revista 'PNAS'.

Los científicos descubrieron que los nanomateriales metálicos, como la plata y el óxido de zinc, pueden atravesar un modelo in vitro de la barrera hematoencefálica tanto en forma de partículas como de iones disueltos, afectando negativamente a la salud de las células astrocitarias, que controlan las respuestas neurológicas.

Pero los investigadores también creen que su descubrimiento ayudará a diseñar nanomateriales más seguros y podría abrir nuevas vías para llegar a lugares de difícil acceso en el tratamiento de enfermedades cerebrales.

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto que las propiedades fisicoquímicas de los nanomateriales metálicos influyen en su eficacia para penetrar en el modelo in vitro de la barrera hematoencefálica y en sus posibles niveles de toxicidad en el cerebro.

Una mayor concentración de ciertas formas de nanomateriales de plata y de óxido de zinc puede perjudicar el crecimiento celular y provocar un aumento de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, lo que puede hacer que ésta permita un acceso más fácil del cerebro a estos compuestos.

La barrera hematoencefálica desempeña un papel vital en la salud del cerebro al restringir el paso de diversas sustancias químicas y moléculas extrañas al cerebro desde los vasos sanguíneos circundantes.

El deterioro de la integridad de la barrera hematoencefálica compromete la salud del sistema nervioso central y el aumento de la permeabilidad a las sustancias extrañas puede acabar causando daños en el cerebro (neurotoxicidad).

La coautora del estudio, Iseult Lynch, catedrática de Nanociencias Ambientales de la Universidad de Birmingham, comenta que descubrieron "que los nanomateriales de plata y óxido de zinc, ampliamente utilizados en diversos productos de consumo diario y de atención sanitaria, atravesaban nuestro modelo de la barrera hematoencefálica in vitro, tanto en forma de partículas como de iones disueltos".

"La variación de la forma, el tamaño y la composición química puede influir drásticamente en la penetración de los nanomateriales a través de la barrera hematoencefálica (in vitro) --prosigue--. Esto es de suma importancia para la aplicación médica a medida de los nanomateriales, por ejemplo, los sistemas de administración dirigidos, la bioimagen y la evaluación de los posibles riesgos asociados a cada tipo de nanomaterial metálico".

La barrera hematoencefálica es una barrera física compuesta por una capa apretada de células endoteliales que rodea el cerebro y separa la sangre del líquido cefalorraquídeo, permitiendo la transferencia de oxígeno y nutrientes esenciales pero impidiendo el acceso de la mayoría de las moléculas.

Estudios recientes han descubierto que los nanomateriales, como el óxido de zinc, pueden acumularse en el lado cerebral de la barrera hematoencefálica in vitro en estados alterados que pueden afectar a la actividad neurológica y a la salud del cerebro. Los nanomateriales inhalados, ingeridos y aplicados por vía dérmica pueden llegar al torrente sanguíneo y una pequeña fracción de ellos puede atravesar la barrera hematoencefálica, lo que repercute en el sistema nervioso central.

Los investigadores sintetizaron una biblioteca de nanomateriales metálicos con diferentes composiciones, tamaños y formas de partículas, y evaluaron su capacidad de penetración en la barrera hematoencefálica mediante un modelo in vitro, seguido de una evaluación de su comportamiento y destino dentro y fuera del modelo.

El coautor Zhiling Guo, investigador de la Universidad de Birmingham, señala que "comprender el comportamiento de estos materiales una vez superada la barrera hematoencefálica es vital para evaluar los efectos neurológicos derivados de su entrada involuntaria en el cerebro. El potencial de neurotoxicidad es mayor en algunos materiales que en otros, debido a las diferentes formas que les permiten moverse y ser transportados", añade.

El equipo de investigación probó distintos tamaños de óxido de cerio y óxido de hierro, junto con óxido de zinc y cuatro formas diferentes de plata: esférica (Ag NS), en forma de disco (Ag ND), en forma de varilla (Ag NR) y nanohilos (Ag NW).

El óxido de zinc fue el que más fácilmente atravesó la barrera hematoencefálica in vitro. Los investigadores descubrieron que los nanomateriales de plata esféricos y en forma de disco se sometieron a diferentes regímenes de disolución, transformándose gradualmente en compuestos de plata y azufre dentro de la barrera hematoencefálica, creando vías de entrada más "fáciles".

El óxido de zinc se utiliza como agente de carga y colorante. En los productos farmacéuticos de venta libre, se utiliza como protector de la piel y pantalla solar, reflejando y dispersando la radiación UV para ayudar a reducir o prevenir las quemaduras solares y el envejecimiento prematuro de la piel. La plata se utiliza en productos cosméticos y de cuidado de la piel, como las cremas antienvejecimiento.

Contador