Los estudios epidemiológicos han establecido una fuerte correlación entre la inhalación de partículas ultrafinas de la combustión incompleta y las enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Aún así, se sabe relativamente poco sobre los mecanismos detrás de cómo las partículas de aire afectan la salud humana. Un nuevo trabajo con nanodots de carbono busca proporcionar el primer modelode cómo las partículas ultrafinas a base de carbono interactúan con los tejidos pulmonares.
Un grupo internacional de investigadores creó un sistema de modelo de células pulmonares en 3D para investigar cómo se comportan los subproductos de la combustión a base de carbono al interactuar con el tejido epitelial humano. Biointerfases , una revista AVS de AIP Publishing, los investigadores descubrieron que las propiedades superficiales de las propiedades del nanodot de carbono y los patrones de agregación afectaron su distribución en una copia cultivada en laboratorio de la capa de barrera pulmonar, el epitelio. Los nanodots de carbono sirvieron como representantes departículas de contaminación del aire.
"La localización y cuantificación de nanopartículas de carbono inhaladas a nivel celular ha sido muy difícil", dijo Barbara Rothen-Rutishauser, autora del artículo, que forma parte de un número especial de la revista Biointerfases en Women in Biointerface Science. "Ahora tenemos un modelo de partículas fluorescentes que puede intentar responder preguntas sobre el destino de las partículas ultrafinas en el pulmón".
Con menos de 100 nanómetros de diámetro, las partículas ultrafinas tienen el tamaño pequeño y el área de superficie relativa grande para causar estragos en las células y potencialmente ingresar al torrente sanguíneo. La investigación de otros grupos ha demostrado que las partículas ultrafinas inducen efectos adversos en los pulmones y el sistema cardiovascularaumentando el estrés oxidativo en el cuerpo.
Debido al tamaño de las partículas, es difícil para las técnicas de laboratorio distinguir entre el carbono en contaminantes y el carbono en los tejidos. Por lo tanto, se sabe poco sobre la carga superficial y los estados de aglomeración, dos características físicas y químicas clave que afectan la forma en que las partículas de carbono interactúan contejidos vivos
Para comenzar a modelar partículas ultrafinas, Estelle Durantie, otra autora del estudio, recurrió a nanodots de carbono fluorescentes dopados con nitrógeno y una combinación de nitrógeno y azufre con diferentes tamaños y cargas. El equipo luego aplicó estos nanodots a la capa superior de untejido epitelial cultivado en laboratorio, donde el intercambio de gases generalmente ocurre en el pulmón.
Dado que los microscopios fluorescentes regulares carecen de la resolución para visualizar partículas tan pequeñas, el grupo usó espectroscopía y luz UV para detectar y cuantificar nanodots mientras migraban desde el compartimento luminal pasando las células inmunes de su modelo pulmonar. Como esperaban los investigadores, las partículas cargadas tendíanse unen antes de penetrar la barrera de intercambio de gases. Si bien la mayoría de los nanodots con carga neutra pasaron a través del tejido después de solo una hora, solo el 20 por ciento de las partículas cargadas aglomeradas se infiltraron en el epitelio.
Rothen-Rutishauser dijo que espera mejorar aún más los nanodots para que imiten mejor las partículas ultrafinas. "Lo que estamos viendo es que la translocación depende del estado de agregación", dijo Rothen-Rutishauser. "Esperamos continuar probando diferentes tamaños denanodots, incluidos otros tipos de partículas que nos acercan al entorno real "
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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