Un monostrato di cellule intestinali dopo l'esposizione a nanoparticelle, mostrato in verde. Credito:Cornell University
Un team di ricercatori ha studiato in che modo le grandi dosi di nanoparticelle di polistirene approvate dalla FDA presenti negli alimenti e nelle vitamine influiscono sulla capacità di un pollo di assorbire il ferro nelle loro cellule. Utilizzando particelle di polistirene carbossilato da 50 nanometri, i ricercatori hanno scoperto che l'esposizione acuta riduce sia l'assorbimento del ferro nelle cellule in vitro che nei polli e che l'esposizione a lungo termine ha causato il cambiamento delle strutture cellulari intestinali, consentendo un aumento compensativo del ferro assorbimento.
Miliardi di nanoparticelle ingegnerizzate negli alimenti e nei prodotti farmaceutici vengono ingerite dagli esseri umani ogni giorno e una nuova ricerca Cornell avverte che potrebbero essere più dannose per la salute di quanto si pensasse in precedenza.
Una collaborazione di ricerca guidata da Michael Shuler, il professore di ingegneria chimica Samuel B. Eckert e la cattedra di ingegneria biomedica James e Marsha McCormick, ha studiato come grandi dosi di nanoparticelle di polistirene, un materiale comune approvato dalla FDA, si trovano nelle sostanze degli additivi alimentari per vitamine:influiscono sulla capacità di assorbimento del ferro, un nutriente essenziale dei polli, nelle loro cellule.
I risultati sono stati riportati online il 12 febbraio sulla rivista Nature Nanotechnology .
Secondo lo studio, l'esposizione ad alta intensità ea breve termine alle particelle inizialmente ha bloccato l'assorbimento del ferro, mentre l'esposizione a lungo termine ha causato il cambiamento delle strutture delle cellule intestinali, consentendo un aumento compensativo dell'assorbimento del ferro.
I ricercatori hanno testato l'esposizione acuta e cronica alle nanoparticelle utilizzando cellule intestinali umane nelle piastre di Petri e polli vivi e hanno riportato risultati corrispondenti. Hanno scelto i polli perché questi animali assorbono il ferro nei loro corpi in modo simile agli umani e sono anche sensibili in modo simile alle carenze di micronutrienti, ha spiegato Gretchen Mahler, Ph.D. '08, il primo autore del documento ed ex studente laureato Cornell e associato post-dottorato.
I ricercatori hanno utilizzato particelle carbossilate di polistirene a 50 nanometri disponibili in commercio che sono generalmente considerate sicure per il consumo umano. Hanno scoperto che in seguito all'esposizione acuta, da pochi minuti a poche ore dopo il consumo, sia l'assorbimento del ferro nelle cellule in vitro che nei polli è diminuito.
Ma dopo l'esposizione di 2 milligrammi per chilogrammo per due settimane - un'assunzione più lenta e cronica - la struttura dei villi intestinali ha iniziato a cambiare e ad aumentare di superficie. Questo è stato un efficace rimodellamento fisiologico che ha portato ad un maggiore assorbimento del ferro.
"Questa è stata una risposta fisiologica inaspettata", ha detto Mahler.
Shuler ha notato che in un certo senso questo rimodellamento dei villi intestinali è stato positivo perché mostra che il corpo si adatta alle sfide. Ma serve a sottolineare come tali particelle, ampiamente studiate e considerate sicure, causino cambiamenti appena rilevabili che potrebbero portare, ad esempio, a un sovraassorbimento di altri composti nocivi.
L'esposizione umana alle nanoparticelle è solo in aumento, ha continuato Shuler.
"Le nanoparticelle stanno entrando nel nostro ambiente in molti modi diversi", ha detto Shuler. "Abbiamo la certezza che a un livello grossolano non sono dannosi, ma potrebbero esserci effetti più sottili di cui dobbiamo preoccuparci".
Riferimento:"L'esposizione orale alle nanoparticelle di polistirene influisce sull'assorbimento del ferro" di Gretchen J. Mahler, Mandy B. Esch, Elad Tako, Teresa L. Southard, Shivaun D. Archer, Raymond P. Glahn e Michael L. Shuler, 12 febbraio 2012, Natura Nanotecnologia .
DOI:10.1038/nnano.2012.3
L'articolo includeva i coautori di Cornell Mandy Esch, un ricercatore associato in ingegneria biomedica; Elad Tako, ricercatore associato presso il Robert W. Holley Center for Agriculture and Health; Teresa Southard, assistente professore di scienze biomediche; Shivaun Archer, docente senior in ingegneria biomedica; e Raymond Glahn, scienziato senior presso l'USDA Agricultural Research Service e professore associato di cortesia presso il Dipartimento di scienze alimentari. Il lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation; Ufficio per la scienza, la tecnologia e la ricerca accademica dello Stato di New York; Corpo degli ingegneri dell'esercito; e Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti.
