Nanoparticelle, particelle estremamente minuscole misurate in miliardesimi di metro, sono sempre più ovunque, e soprattutto nei prodotti biomedicali. La loro tossicità è stata studiata in termini generali, ma ora un team di scienziati israeliani ha scoperto per la prima volta che le nanoparticelle di esposizione (NP) di biossido di silicio (SiO2) possono svolgere un ruolo importante nello sviluppo di malattie cardiovascolari quando le NP attraversano i tessuti e le barriere cellulari e trovano anche la loro strada in il sistema circolatorio. Il loro studio è pubblicato nel numero di dicembre 2014 di Environmental Toxicology.
Il team di ricerca era composto da scienziati della Facoltà di Medicina Technion Rappaport, Centro medico Rambam, e il Centro di eccellenza nella scienza dell'esposizione e nella salute ambientale (TCEEH).
"L'esposizione ambientale alle nanoparticelle sta diventando inevitabile a causa della rapida espansione delle nanotecnologie, " dice l'autore principale dello studio, Prof. Michael Aviram, della Facoltà di Medicina Technion, "Questa esposizione può essere particolarmente cronica per coloro che sono impiegati nei laboratori di ricerca e nell'industria ad alta tecnologia in cui i lavoratori gestiscono, produzione, utilizzare e smaltire le nanoparticelle. Prodotti che utilizzano nanoparticelle a base di silice per usi biomedici, come vari chip, consegna e monitoraggio di farmaci o geni, immagini, terapia ad ultrasuoni, e diagnostica, può anche comportare un aumento del rischio cardiovascolare anche per i consumatori".
In questo studio, i ricercatori hanno esposto cellule di topo di laboratorio in coltura simili alle cellule della parete arteriosa a NP di biossido di silicio e ne hanno studiato gli effetti. Le NP SiO2 sono tossiche e hanno effetti negativi significativi sui macrofagi. un tipo di globuli bianchi che assorbono i lipidi, che porta allo sviluppo della lesione aterosclerotica e ai suoi conseguenti eventi cardiovascolari, come infarto o ictus. Accumulo di macrofagi nella parete arteriosa in condizioni aterogene come colesterolo alto, trigliceridi, stress ossidativo – vengono convertiti in lipidi, o "cellule schiumose" cariche che, a sua volta, accelerare lo sviluppo dell'aterosclerosi.
"L'accumulo di cellule schiumose dei macrofagi nella parete arteriosa è un tipo di cellula chiave nello sviluppo dell'aterosclerosi, che è una malattia infiammatoria", afferma il co-autore Dr. Lauren Petrick. "Gli obiettivi del nostro studio erano di ottenere ulteriori informazioni sul rischio cardiovascolare associato all'esposizione alle nanoparticelle di biossido di silicio e scoprire i meccanismi alla base degli effetti aterogenici indotti da Si02 sui macrofagi. Volevamo anche utilizzare le nanoparticelle come modello per l'esposizione alle particelle ultrafini (UFP) come fattori di rischio di malattie cardiovascolari".
Sia le NP che le UFP possono essere inalate e indurre effetti biologici negativi. Però, fino a questo studio, il loro effetto sullo sviluppo dell'aterosclerosi è stato in gran parte sconosciuto. Qui, i ricercatori hanno scoperto per la prima volta che la tossicità delle nanoparticelle di biossido di silicio ha un "effetto significativo e sostanziale sull'accumulo di trigliceridi nei macrofagi, " a tutte le concentrazioni di esposizione analizzate, e che "aumentano anche lo stress ossidativo e la tossicità".
Un recente aggiornamento dell'American Heart Association ha anche suggerito che le "particelle fini" nell'inquinamento atmosferico portano a un rischio elevato di malattie cardiovascolari. Però, sono state necessarie ulteriori ricerche per esaminare il ruolo delle "particelle ultrafini" (che sono molto più piccole delle "particelle fini") sullo sviluppo dell'aterosclerosi e sul rischio cardiovascolare.
"Il numero di prodotti di consumo basati su nanotecnologie è aumentato di mille volte negli ultimi anni, con un mercato mondiale stimato di 3 trilioni di dollari entro il 2020, " concludono i ricercatori. "Questa realtà porta ad una maggiore esposizione umana e all'interazione delle nanoparticelle a base di silice con i sistemi biologici. Poiché la nostra ricerca dimostra un chiaro rischio per la salute cardiovascolare associato a questa tendenza, è necessario adottare misure per garantire che i potenziali rischi per la salute e per l'ambiente vengano affrontati contemporaneamente allo sviluppo della nanotecnologia.
