La tossicità delle nanoparticelle prevista dai computer
La nanotecnologia è una delle tecnologie che stanno crescendo più velocemente al mondo. Manipolando i materiali a livello atomico, i nanotecnologi possono creare prodotti alimentari, tessuti, rivestimenti per superfici e molti altri materiali con proprietà uniche. Non si sa molto, però, sugli effetti delle nanoparticelle sulla salute umana e sull’ambiente. L’iniziativa MOD-ENP-TOX (Modeling assays platform “MAP” for hazard ranking of engineered nanoparticles (ENPs)), finanziata dall’UE, ha creato un programma per computer in grado di prevedere la tossicità o il livello di rischio delle nanoparticelle a base di metallo (MeNP). Queste ENP, nelle quali le NP sono fatte di silicio, titanio, argento, zinco e altri ossidi, sono le più usate a livello industriale. MOD-ENP-TOX ha prima costruito un database con i dati sperimentali pubblicati su ENP di silice e ossido di zinco ben caratterizzate. Studiando la loro interazione con i sistemi biologici, i ricercatori hanno classificato la potenziale tossicità delle ENP sulla base delle loro proprietà strutturali, fisiche e chimiche. Dopo aver sviluppato algoritmi che identificavano le MeNP con caratteristiche tossiche simili, hanno creato strumenti computazionali per ottenere un modello della tossicità di un’ampia gamma di MeNP. I ricercatori hanno sviluppato anche modelli per prevedere quali processi cellulari sono colpiti dalle MeNP tossiche. Per esempio gli effetti sui mitocondri e i potenziali danni al DNA o altre interferenze con i processi genetici. Usando il modello dei mitocondri, i ricercatori hanno testato gli strumenti di previsione della tossicità sulla base di dati sperimentali verificati. Hanno poi sviluppato i loro modelli per prevedere gli effetti che le MeNP di dimensioni diverse hanno sui processi cellulari nel tempo. Questo sviluppo permetterà ai ricercatori di valutare quando e dove le MeNP si accumulano nei tessuti in questione. Poiché rendono più veloce e più semplice la previsione del rischio delle ENP, gli strumenti di modellazione di MOD-ENP-TOX sono un importante passo avanti per la progettazione di una nuova generazione di nanomateriali sicuri. Anche se per sviluppare i modelli è stato usato un sottogruppo di MeNP, questi possono essere facilmente adattati ad altre ENP. Inoltre la previsione degli effetti tossicologici sulla base della struttura dei nanomateriali ridurrà la necessità di ricorrere a test sugli animali.
Parole chiave
Tossicità della nanoparticelle, nanomateriali, MOD-ENP-TOX, nanoparticelle ingegnerizzate, processi cellulari
