Los dispositivos electrónicos, incluidas las nuevas fuentes de iluminación basadas en la tecnología LED, son una fuente importante y cada vez más creciente de desechos electrónicos en todo el mundo. Muchos de estos productos utilizan nanomateriales, pero se sabe muy poco sobre cómo estos materiales modernos y sus pequeñas partículas interactúan con el medio ambiente y los seres vivos.

Ahora, un equipo de químicos de la Universidad de Northwestern y del Centro Nacional de Nanotecnología Sostenible ha descubierto que cuando ciertas nanopartículas recubiertas actúan con organismos vivos, generan nuevas propiedades que hacen que las nanopartículas se vuelvan “pegajosas”. En las partículas se forman coronas lípidas fragmentadas haciendo que se adhieran entre sí y se conviertan en largas hebras similares a algas. Las nanopartículas con diámetros de 5 nanómetros forman estructuras largas que tienen tamaños de micras en solución. El impacto en las células todavía no se conoce.

¿Por qué no hacer una partícula que sea benigna desde el principio?. Esta es una de las preguntas que se hace Franz M. Geiner, profesor de química en el Northwestern’s Weinberg College of Arts and Sciences.

“Este estudio proporciona información relevante sobre los mecanismos moleculares mediante los cuales las nanopartículas interactúan con los sistemas biológicos. Esto puede ayudarnos a comprender y predecir por qué algunas combinaciones de recubrimiento del nanomaterial son perjudiciales para los organismos celulares, mientras que otras no lo son. Podemos usar esto para generar nanopartículas que sean benignas por diseño” declaró Geiner.

Usando experimentos y simulaciones por computación, el equipo de investigación estudio cómo nanopartículas de oro envueltas en “cuerdas” interactúan con una variedad de modelos de membranas de dos capas. Los investigadores encontraron que una capa circular de lípidos se formaba espontáneamente alrededor de las partículas. La formación de estas “coronas lípidas fragmentadas” nunca se habían visto formarse a partir de membranas.

“Las nanopartículas recogen partes de la membrana celular lipídica como una bola de nieve rodando en un campo nevado, y se vuelven pegajosas. Este efecto involuntario ocurre debido a la presencia de la nanopartícula, llevando los lípidos a lugares en las células donde estos no deberían estar”, explica Geiger.

Los resultados del estudio ayudan a predecir el impacto que el uso cada vez más extendido de los nanomateriales de ingeniería puede tener al convertirse en nanopartículas una vez que ingresan en la cadena alimentaria.

«Están surgiendo nuevas tecnologías y productos de consumo masivo que presentan a los nanomateriales como componentes operativos críticos. Podemos cambiar el paradigma existente en la producción de nanomateriales hacia uno en el que las empresas diseñen estos para que sean sostenibles desde el principio, en lugar de arriesgarse a la retirada de productos y tecnologías de gran coste en el futuro” concluyó Geiser.

Créditos Imágenes: Northwestern University