Una monocapa de células intestinales después de la exposición a nanopartículas, que se muestra en verde. Crédito:Universidad de Cornell
Un equipo de investigadores estudió cómo grandes dosis de nanopartículas de poliestireno aprobadas por la FDA que se encuentran en alimentos y vitaminas afectan la capacidad de un pollo para absorber hierro en sus células. Mientras usaban partículas carboxiladas de poliestireno de 50 nanómetros, los investigadores encontraron que la exposición aguda disminuye tanto la absorción de hierro en las células in vitro como en los pollos y que la exposición a largo plazo provocó cambios en las estructuras de las células intestinales, lo que permitió un aumento compensatorio en el hierro absorción.
Los seres humanos ingieren diariamente miles de millones de nanopartículas diseñadas en alimentos y productos farmacéuticos, y una nueva investigación de Cornell advierte que pueden ser más dañinas para la salud de lo que se pensaba.
Una colaboración de investigación dirigida por Michael Shuler, profesor de ingeniería química Samuel B. Eckert y presidente de ingeniería biomédica James and Marsha McCormick, estudió cómo grandes dosis de nanopartículas de poliestireno, un material común aprobado por la FDA que se encuentra en sustancias desde aditivos alimentarios hasta vitaminas:afectaron la forma en que los pollos absorbieron el hierro, un nutriente esencial, en sus células.
Los resultados se informaron en línea el 12 de febrero en la revista Nature Nanotechnology .
Según el estudio, la exposición a corto plazo y de alta intensidad a las partículas bloqueó inicialmente la absorción de hierro, mientras que la exposición a largo plazo provocó cambios en las estructuras de las células intestinales, lo que permitió un aumento compensatorio en la absorción de hierro.
Los investigadores probaron la exposición aguda y crónica a nanopartículas utilizando células intestinales humanas en placas de Petri, así como pollos vivos, e informaron resultados coincidentes. Eligieron pollos porque estos animales absorben hierro en sus cuerpos de manera similar a los humanos, y también son igualmente sensibles a las deficiencias de micronutrientes, explicó Gretchen Mahler, Ph.D. '08, el primer autor del artículo y exestudiante graduado de Cornell y asociado postdoctoral.
Los investigadores utilizaron partículas carboxiladas de poliestireno de 50 nanómetros disponibles comercialmente que generalmente se consideran seguras para el consumo humano. Descubrieron que después de la exposición aguda, de unos minutos a unas pocas horas después del consumo, disminuyó tanto la absorción de hierro en las células in vitro como en los pollos.
Pero luego de la exposición de 2 miligramos por kilogramo durante dos semanas, una ingesta más lenta y crónica, la estructura de las vellosidades intestinales comenzó a cambiar y aumentar su área de superficie. Esta fue una remodelación fisiológica efectiva que condujo a una mayor absorción de hierro.
"Esta fue una respuesta fisiológica inesperada", dijo Mahler.
Shuler anotó que, en cierto sentido, esta remodelación de las vellosidades intestinales fue positiva porque muestra que el cuerpo se adapta a los desafíos. Pero sirve para subrayar cómo tales partículas, que han sido ampliamente estudiadas y consideradas seguras, causan cambios apenas detectables que podrían conducir, por ejemplo, a la sobreabsorción de otros compuestos dañinos.
La exposición humana a las nanopartículas solo está aumentando, continuó Shuler.
“Las nanopartículas están ingresando a nuestro medio ambiente de muchas maneras diferentes”, dijo Shuler. "Tenemos cierta seguridad de que a nivel general no son dañinos, pero puede haber efectos más sutiles de los que debemos preocuparnos".
Referencia:“La exposición oral a las nanopartículas de poliestireno afecta la absorción de hierro” por Gretchen J. Mahler, Mandy B. Esch, Elad Tako, Teresa L. Southard, Shivaun D. Archer, Raymond P. Glahn y Michael L. Shuler, 12 de febrero de 2012, Nanotecnología de la naturaleza .
DOI:10.1038/nnano.2012.3
El artículo incluyó a los coautores de Cornell, Mandy Esch, investigadora asociada en ingeniería biomédica; Elad Tako, investigador asociado del Centro Robert W. Holley para la Agricultura y la Salud; Teresa Southard, profesora asistente de ciencias biomédicas; Shivaun Archer, profesor titular de ingeniería biomédica; y Raymond Glahn, científico principal del Servicio de Investigación Agrícola del USDA y profesor asociado de cortesía en el Departamento de Ciencias de la Alimentación. El trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias; Oficina de Ciencia, Tecnología e Investigación Académica del Estado de Nueva York; Cuerpo de Ingenieros del Ejército; y el Departamento de Agricultura de EE. UU.
