En el artículo Unexpected
intracellular biodegradation and recrystallization of gold nanoparticles, publicado el 16 de diciembre de 2019 en la revista PNAS, investigadores de l'Université de Paris, Sorbonne Université y l'Université de Strasbourg revelan la
capacidad de las células para metabolizar el oro no esencial para su
funcionamiento abriendo el camino a una mejor comprensión del ciclo de vida de
las nanopartículas de oro en los organismos. Si bien las nanopartículas de oro
están en el centro de una gama cada vez mayor de aplicaciones médicas, su
destino en el organismo apenas se ha estudiado hasta ahora.
Debido a su
inercia química, la creencia común es que permanecen infi- nitamente intactas en
los tejidos. Los investigadores demuestran que las nanopartículas de oro
de 4 a 22 nm en realidad son degradadas in vitro por las células. Contrariamente
al paradigma actual, los cientí- ficos rastrearon la evolución de las
nanopartículas de oro durante seis meses en un entorno celular, y eviden- ciaron
transformaciones signi- ficativas después de unas pocas semanas. Al medir la
expresión de más de 18,000 genes a lo largo del tiempo, revelaron un proceso biológico con mecanismos de desintoxicación y
protección celular, presentes también en la degradación de otros
nanomateriales. Los estudios de transcriptómica revelan el papel activo
del lisosoma celular en esta biodisolución. También observaron la presencia de
nanopartículas no degradadas y productos de degradación en forma de nanocapas.
El proceso de biotransformación consta de dos pasos. Primero, está la
degradación de las nanopartículas de oro, con una desaparición más rápida del
tamaño más pequeño. La degradación está mediada por la NADPH oxidasa productora
de especies de oxígeno reactivas altamente oxidantes en el lisosoma combinadas
con una expresión protectora celular del factor nuclear, el eritroide 2.
Segundo, un proceso de recristalización de oro capaz de generar
nanoestructuras biomineralizadas consistente en nanopartículas cristalinas de
2.5 nm autoensambladas en nanocapas. Las metalotioneínas parecieran participar
en la biomineralización de los bloques autoensamblables en un proceso tal vez
afectado afectado por un agente quelante. Las nanohojas se
observaron por primera vez hace casi 50 años en pacientes que padecían
poliartritis reumatoide luego de haber sido tratados con otra forma de oro (oro
iónico o "sales de oro") para aliviar el dolor en sus articulaciones. En
consecuencia, existe un metabolismo compartido de degradación entre las sales
de oro y las nanopartículas de oro.
 |
| Crédito: Alice Balfourier (CNRS-U. de París) y Christine Péchoux-Longin (MIMA2-INRA) |
Este resultado inesperado,
que generaliza el destino de las nanopartículas de oro en los organismos, podría
ayudar en el futuro a evaluar mejor la toxicidad de las nanopartículas de oro y
su capacidad para ser eliminadas del organismo. Finalmente se concluye que
el oro, cualquiera que sea su forma inicial, puede ser metabolizado por los
mamíferos a pesar de no ser esencial para su supervivencia.
Información complementaria:
