(Phys.org) —Nanoparticelle negli alimenti, la crema solare e altri prodotti di uso quotidiano hanno molti vantaggi. Ma gli scienziati biomedici di Cornell stanno scoprendo che a determinate dosi, le particelle potrebbero causare danni agli organi umani.

Uno studio pubblicato di recente in Laboratorio su un chip dalla Royal Society of Chemistry e guidata dal ricercatore senior Mandy Esch, mostra che le nanoparticelle danneggiano le cellule del fegato quando si trovano in dispositivi microfluidici progettati per imitare gli organi del corpo umano. La lesione è stata peggiore quando testata in sistemi a due organi, al contrario dei singoli organi, potenzialmente fonte di preoccupazioni per l'uomo e gli animali.

Esch lavora nel laboratorio di Michael Shuler, il Samuel B. Eckert Professore di Ingegneria Chimica. Ha partecipato a uno studio del 2012 ampiamente letto sulla tossicità delle nanoparticelle nei polli.

"Stiamo esaminando gli effetti di quelle che sono considerate nanoparticelle innocue negli esseri umani, " ha detto Esch. "Queste particelle non sono necessariamente letali, ma… ci sono altre conseguenze? Stiamo valutando le conseguenze non letali".

Ha usato nanoparticelle di polistirene carbossilato da 50 nanometri, trovato in alcune fonti di cibo animale e considerato particelle inerti modello. Il laboratorio di Shuler è specializzato in microfluidica "body-on-a-chip", che sono chip ingegnerizzati con scomparti intagliati che contengono colture cellulari per rappresentare la chimica dei singoli organi.

Nell'esperimento di Esch, ha fatto un compartimento intestinale umano, un compartimento epatico e un compartimento per rappresentare i tessuti circostanti nel corpo. Ha poi osservato gli effetti delle nanoparticelle marcate con fluorescenza mentre viaggiavano attraverso il sistema.

Esch ha scoperto che sia le singole nanoparticelle che i piccoli cluster hanno attraversato la barriera gastrointestinale e hanno raggiunto le cellule del fegato, e le cellule del fegato rilasciano un enzima chiamato aspartato transaminasi, noto per essere rilasciato durante la morte o il danno cellulare.

Non è chiaro esattamente quale danno si stia verificando o perché, ma i risultati indicano che le nanoparticelle devono subire cambiamenti mentre attraversano la barriera gastrointestinale, e che queste alterazioni possono modificare il loro potenziale tossico, disse Esch. Le conseguenze a lungo termine per gli organi in prossimità potrebbero essere una preoccupazione, lei disse.

"La motivazione alla base di questo studio era duplice:una, per mostrare che multi-organo, i sistemi in vitro ci forniscono maggiori informazioni durante i test per l'interazione di una sostanza con il corpo umano, e due... guardare le nanoparticelle perché hanno un enorme potenziale per la medicina, tuttavia gli effetti avversi non sono stati ancora studiati in dettaglio, " disse Esch.

La carta, "La simulazione Body-on-a-Chip con il tratto gastrointestinale e i tessuti epatici suggerisce che le nanoparticelle ingerite hanno il potenziale di causare lesioni al fegato, " è co-autore di Shuler; l'ex associata post-dottorato Gretchen Mahler, ora assistente professore alla SUNY Binghamton; e Tracy Stokol, professore associato presso il College of Veterinary Medicine.