Modelos toxicológicos predictivos para nanopartículas
La prevalencia cada vez mayor de nanopartículas (NP) artificiales aumenta la inquietud entre el público y los legisladores sobre los efectos que la exposición a estos compuestos comporta para los seres humanos y el medio ambiente. Los estudios toxicológicos experimentales son muy lentos y costosos pues utilizan animales. Es preferible utilizar métodos informáticos y así disminuir el número de pruebas con animales. En el marco del proyecto financiado por la Unión Europea PRENANOTOX (Predictive toxicology of engineered nanoparticles) un consorcio europeo se propuso superar las dificultades que impiden el desarrollo de modelos informáticos eficientes y precisos. Se centraron en el desarrollo de una plataforma de predicción de la toxicología de las nanopartículas. El equipo de investigadores aplicó herramientas de extracción de información de última generación a un conjunto exhaustivo de artículos científicos revisados por comités de lectura. Nada menos que el 85 % de la información recabada fue valiosa. El análisis de cifras automático de los gráficos de barras demostró una buena detección de efectos toxicológicos. No obstante, no fue posible la validación total pues hasta el momento no se han definido valores comparativos de referencia en este campo. El equipo de PRENANOTOX estudió nanomateriales de diferente tamaño, forma y orientación y también las propiedades de membrana. Asimismo, estudiaron la adsorción y envoltura de las NP por la membrana celular, utilizando un modelo de membrana continua con el fin de determinar los factores que provocan daño a la célula. Así fue posible la caracterización sistemática de las NP y de los mecanismos de adhesión a la membrana de las NP. Los resultados del estudio proporcionaron muchos conocimientos novedosos sobre las características de las NP que permitirán desarrollar modelos cuantitativos de la relación entre la actividad y la estructura, la estructura y la propiedad y la actividad y la nanoestructura (QSAR, QSPR y QNAR, respectivamente). Por ejemplo, las NP de sílice de menos de 45 nm son citotóxicas, a diferencia de las de 45 a 500 nm. A excepción de los macrófagos, las NP de carga positiva fueron más citotóxicas que las de carga negativa. Se trata de un proyecto de gran interés, como lo evidencia la publicación de diecinueve artículos con comité de lectura y cuarenta y cinco presentaciones en conferencias y encuentros. Es muy importante la contribución de PRENANOTOX al campo de la nanotoxicología, con su base de datos de nanomateriales para cada línea celular acoplada al perfil de citotoxicidad y con sus innovadores modelos de toxicidad basados en las QSAR/QSPR y QNAR. Además, emplearon y recomendaron el software de CORAL, de acceso libre, para el desarrollo de modelos de las QSPR/QSAR. Estos contribuirán a la creación de diseños de NP seguras para aplicaciones muy variadas, incluyendo la biomedicina.
Palabras clave
Nanopartículas, toxicología, PRENANOTOX, QSAR, QSPR, QNAR, base de datos
