Una nueva investigación realizada por científicos muestra que cuando las barreras celulares se exponen a nanopartículas metálicas, se liberan mensajeros celulares que pueden dañar el ADN de las células cerebrales en desarrollo. El descubrimiento puede tener implicaciones para el desarrollo de posibles objetivos farmacológicos en el tratamiento de neurodegenerativasafecciones, incluida la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson. La investigación fue realizada por científicos del Trinity College y la Universidad de Bristol, y se publica en línea esta semana en Nanotecnología de la naturaleza .
Las nanopartículas son partículas muy pequeñas de entre 1 y 100 nanómetros de tamaño. Se utilizan cada vez más en la administración de medicamentos, quimioterapia, imágenes y diagnóstico debido a su capacidad de viajar dentro de los organismos mediante el uso de vías celulares. Durante sus interacciones con las membranas celulares yla internalización en las células, las vías y los procesos clave de señalización están alterados. Además de afectar la salud de las células expuestas directamente, la internalización de las nanopartículas también puede afectar negativamente a las células vecinas de una manera similar al efecto del espectador inducido por la radiación.
Para esta investigación en particular, los científicos cultivaron una capa de células BeWo, un tipo de célula ampliamente utilizado para modelar la barrera placentaria, en un laboratorio sobre una membrana porosa. Esta barrera celular fue expuesta a nanopartículas de cromo cobalto y los medios debajo de la barreraMás tarde se recolectó y se transfirió a cultivos de células cerebrales humanas, que sufrieron daños en el ADN. También se realizaron exposiciones confirmatorias a ratones maternos durante el desarrollo embrionario que también encontraron exposiciones que dañaron el ADN en el hipocampo parte del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria de la descendencia recién nacida
Los científicos demostraron que las células en las barreras procesan las nanopartículas por una vía celular natural, conocida como autofagia, lo que lleva a que esas células generen moléculas de señalización. Estas moléculas de señalización causaron daños en el ADN de las células cerebrales, astrocitos y neuronas; esto se confirmó comocuando se bloqueó la autofagia o IL-6 mensajero celular principal identificado, se redujo la cantidad de daño en el ADN. Estos hallazgos respaldan la idea de que los efectos indirectos de las nanopartículas en las células, que es el caso en este estudio, podrían ser tan importantes comosus efectos directos al evaluar su seguridad.
Es importante destacar que el daño del ADN a las neuronas dependía de la presencia de astrocitos. Los astrocitos son el tipo de célula más común en el cerebro, que durante años se pensó que tenían su papel principal como célula de soporte, sin embargo, ahora se sabe quetienen múltiples funciones en el cerebro y pueden tener efectos tanto positivos como negativos en las neuronas vecinas.
Maeve Caldwell, profesora de neurociencia en el Trinity College de Dublín, autora principal del estudio dijo: "Los astrocitos son el tipo de célula más común en el cerebro que durante muchos años se consideró que desempeñaban un papel de apoyo para las neuronas. Sin embargo, el hecho de quelos medios de las barreras celulares expuestas a nanopartículas solo dañaron las neuronas cuando los astrocitos estaban presentes, proporcionan evidencia adicional de que el papel de los astrocitos en el cerebro va mucho más allá de proporcionar apoyo a las neuronas. Cuando los astrocitos están estresados bajo nuestras condiciones experimentales son capaces dedañar las neuronas vecinas. Esto podría tener implicaciones para desarrollar nuestra comprensión de cómo el comportamiento de los astrocitos puede afectar la salud neuronal en muchas afecciones neurodegenerativas, incluida la enfermedad de Alzheimer y Parkinson, y por lo tanto garantizar su desarrollo continuo como posibles objetivos farmacológicos ".
Estos hallazgos demuestran que el daño de nanopartículas a las células cerebrales puede causar daño en el ADN que depende de los astrocitos. Esto tiene implicaciones para estudios adicionales destinados a desarrollar astrocitos como posibles objetivos farmacológicos para afecciones neurodegenerativas.
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Materiales proporcionados por Trinity College de Dublín . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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