I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato un metodo per determinare con precisione la tossicità dei nanomateriali. Utilizzando tecniche ottiche, sono in grado di misurare la concentrazione delle sostanze ossidanti prodotte da una cellula danneggiata. Per di più, questa ricerca offre anche un nuovo modo per saperne di più sui meccanismi dello stress ossidativo.

nanopolveri, nanocristalli, nanofibre, nanocompositi... Oggi possiamo trovare nanomateriali ovunque; nei prodotti che consumiamo e nei nostri ambienti quotidiani. Per determinare con precisione la loro tossicità, I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato uno strumento analitico per misurare lo stress ossidativo che alcuni di essi provocano sulle cellule. Usavano tecniche ottiche, come misurare la luce assorbita da alcune proteine. Questa ricerca viene pubblicata oggi su Nature's Rapporti scientifici.

Quando una cellula è esposta a un prodotto tossico o a un agente patogeno, questo provoca la rottura dell'equilibrio interno tra gli ossidanti e gli antiossidanti all'interno della cellula. Allora il primo, generalmente derivati ​​dell'ossigeno, vengono prodotti in quantità eccessive e iniziano ad attaccare le proteine ​​della cellula, zuccheri e la sua membrana. Ciò determina un invecchiamento cellulare più rapido, provoca determinate malattie alla cellula, e può anche portare alla sua morte.

Così, la sovrapproduzione di tali ossidanti è segno che la cellula è stressata, ed è esattamente ciò che i ricercatori volevano misurare. Allo stesso tempo, hanno notato che il citocromo c, una proteina presente nella membrana cellulare, era un biosensore particolarmente interessante. Hanno scoperto che quando veniva esposto a determinate lunghezze d'onda della luce, questa proteina assorbirebbe meno luce in presenza di uno di questi agenti ossidanti:il perossido di idrogeno. Di conseguenza, hanno sviluppato un metodo complesso per misurare le variazioni di luce assorbita dal citocromo c. Finalmente, hanno testato e verificato il loro metodo su piccole alghe unicellulari.

Più o meno dannoso a seconda dell'ambiente

Fino ad oggi non esistevano metodi veramente affidabili per misurare lo stress ossidativo in modo continuo e senza danneggiare le cellule. Questo nuovo test ha aperto interessanti possibilità per identificare non solo l'effetto dei nanomateriali, ma anche, in una prospettiva più ampia, il modo in cui le cellule reagiscono a una perturbazione esterna. Inoltre, durante i loro esperimenti i ricercatori hanno potuto osservare che la tossicità di alcuni prodotti potrebbe essere condizionata e modulata dall'ambiente circostante. Per esempio; un nanomateriale può essere meno pericoloso al microscopio da laboratorio che nelle acque di un fiume.

"Il test che proponiamo è altamente sensibile e in grado di indicare la concentrazione dei derivati ​​dell'ossigeno in modo approfondito e dettagliato, disse Olivier Martin, direttore del Laboratorio di Nanofotonica e Metrologia (NAM). Poiché si basa sulla valutazione di una sostanza rilasciata all'esterno delle cellule, è anche non invasivo. Perciò, non distrugge l'organismo vivente e può essere applicato per un periodo di diverse ore permettendo di osservare l'evoluzione della situazione nel tempo." Continuano le prove su diverse tipologie di materiali