Investigadores de la UNED estudian el efecto ecotoxicológico de los nanomateriales de óxido de grafeno
El óxido de grafeno (GO) y sus derivados son nanomateriales (NMs) de carbono con un enorme potencial en diversos campos, como la biomedicina, la industria textil y farmacéutica, la catálisis y la adsorción. Sin embargo, su fabricación y aplicación implican su liberación al medio ambiente. La presencia de estos NMs en el medio ambiente hace necesario evaluar sus potenciales efectos tóxicos sobre los seres vivos y los ecosistemas acuáticos y terrestres. En esta línea, las investigadoras Raquel Martin Folgar y Mónica Morales Camarzana, del Grupo de Biología y Toxicología Ambiental de la Facultad de Ciencias de la UNED, en colaboración con la investigadora Viviana Negri, de la Universidad Europea de Madrid, y el investigador Adrián Esteban Arranz, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC), han analizado el efecto a nivel molecular de NMs de GO de diferente cadena lateral y grosor [small GOs (sGO), large GOs (lGO) y monolayer GOs (mlGO)] en un organismo modelo utilizado con frecuencia en ecotoxicología y que constituye una de las especies de macroinvertebrados más abundantes en los ecosistemas de agua dulce: la larva de C. riparius. Este trabajo ha sido publicado en la revista Nanomaterials bajo el título “Graphene Oxides (GOs) with Different Lateral Dimensions and Thicknesses Affect the Molecular Response in Chironomus riparius”.
Mónica Morales: "Los resultados demuestran que la dimensión lateral de este tipo de nanomateriales es una de las propiedades más importantes para la investigación futura"
Los resultados muestran que la dimensión lateral y el grosor de las escamas de los GOs son un parámetro fisicoquímico fundamental en la toxicidad de estos NMs en C. riparius. mlGO y lGO, materiales de mayor dimensión y grosor que sGO, alteran la expresión de genes relacionados con diferentes rutas metabólicas (estrés celular, reparación del ADN, estrés oxidativo, estrés de desarrollo y endocrino). Los resultados sugieren que los mlGO y los lGO producen estrés oxidativo (ROS) que activa los mecanismos antioxidantes y, a su vez, podrían causar daños en el ADN, como demuestra la activación transcripcional de genes relacionados con reparación del DNA.
Además, la inducción de los genes antiapoptóticos, junto con la sobreexpresión de genes de apoptosis, sugieren una activación de la apoptosis generada tras la exposición a estos dos NMs. Por otro lado, genes relacionados con el sistema endocrino y con el desarrollo de C. riparius se ven modificados por estos nanomateriales. Futuros estudios deberán profundizar en la vía de toxicidad sobre estos sistemas.
En conclusión, este trabajo demuestra por primera vez que estos NMs de GO afectan a la transcripción de genes implicados en diferentes rutas metabólicas en el invertebrado acuático C. riparius. Desde la perspectiva de la síntesis y utilización de NMs de carbono, nuestros resultados han demostrado que la dimensión lateral de este tipo de nanomateriales es una de las propiedades más importantes a las que se debe prestar atención en la investigación futura.
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