Um estudo realizado por pesquisadores das escolas de ciências e medicina da Indiana University-Purdue University Indianapolis examina os efeitos das nanopartículas de carbono (CNPs) nas células vivas. Este trabalho está entre os primeiros a estudar as concentrações dessas partículas minúsculas que são baixas o suficiente para imitar a exposição real de um indivíduo comum.

Os efeitos sobre o corpo humano da exposição a CNPs - produtos químicos diminutos com aplicações de rápido crescimento em produtos eletrônicos, Medicina, e muitos outros campos - está apenas começando a ser revelado. A exposição no nível estudado pelos pesquisadores da IUPUI é aproximadamente equivalente ao que pode ser o resultado do descarte indevido de um item como uma televisão ou monitor de computador contendo CNPs, morando perto de uma instalação de produção de CNP, ou trabalhando com CNPs.

A pesquisa, publicado na edição de setembro de 2011 da revista Nanotoxicologia , concentra-se no efeito da exposição a baixa concentração de CNP nas células que revestem o néfron renal, uma estrutura tubular dentro do rim que produz a urina. Os investigadores consideraram o papel dos CNPs nesta parte do corpo significativo e potencialmente preocupante.

"Ao contrário de muitos outros estudos, usamos baixas concentrações de CNPs que são típicas do que pode aparecer no corpo após ingeri-los por contaminação ambiental ou mesmo pela respiração de ar com CNPs. Descobrimos que essas partículas diminutas causam vazamento no revestimento celular do néfron renal, "disse o primeiro autor do estudo Bonnie Blazer-Yost, Ph.D., professor de biologia da Escola de Ciências da IUPUI e professor adjunto de fisiologia celular e integrativa e de anatomia e biologia celular da Faculdade de Medicina da IU.

"Romper essa barreira biológica nos preocupa porque coisas que deveriam ser retidas na urina em formação podem vazar de volta para a corrente sanguínea e coisas no sangue podem vazar para a urina. Substâncias biológicas normais, bem como produtos residuais, são perigosos se forem para onde devem não deveriam ser, "Blazer-Yost disse.

"Esses CNPs não matam células - então eles não são letais, mas eles afetam as células, e neste caso é um efeito adverso, "disse o autor correspondente e sênior Frank Witzmann, Ph.D., professor de fisiologia celular e integrativa e de bioquímica e biologia molecular na IU School of Medicine e professor adjunto de biologia na School of Science.

As barreiras biológicas são muito importantes para a saúde humana. O mais bem compreendido é a pele, mas existem muitos outros. "O corpo humano precisa de barreiras intactas, seja pele, forros das vias aéreas, paredes intestinais ou as células renais que examinamos neste estudo. Precisamos obter uma melhor compreensão de como os CNPs modificam e mudam as características das barreiras à medida que essas partículas minúsculas se tornam mais comuns no ar que respiramos, "disse Witzmann.

Os dois pesquisadores observam que essas partículas incrivelmente fortes, visível apenas sob um microscópio eletrônico, desempenham funções úteis, incluindo papéis na administração de drogas e são responsáveis ​​por muitos avanços na eletrônica, como as cores impressionantes vistas em televisores de plasma e monitores de computador. O que eles se preocupam é quando os CNPs entram no ar e no meio ambiente e, eventualmente, no corpo humano, devido ao descarte inadequado ou à fabricação de produtos que contenham as partículas.

Este estudo faz parte do trabalho mais amplo da equipe, que examina o efeito dos CNPs nas barreiras em todo o corpo, incluindo as das vias aéreas e do intestino grosso.

"Neste ponto, sabemos que os CNPs têm muitas qualidades benéficas, mas também representam riscos potenciais. Essas partículas são tão pequenas que, quando entram em vários órgãos ou sistemas, podem se ligar a muitas coisas. Precisamos estudar mais a fundo como eles se parecem em várias partes do corpo, como eles afetam a expressão de proteínas, bem como o que eles fazem quando cruzam uma barreira ou são excretados, "disse Witzmann.

"Estudar as alterações celulares na barreira sangue-urina nos rins causadas pela exposição repetida a baixas concentrações de CNPs é o passo inicial para entender o ataque ao corpo humano pela exposição acidental a CNPs, mas é um passo importante, "disse Blazer-Yost.

Adam Amos, um co-autor do estudo, realizou alguns dos trabalhos iniciais que contribuíram para este estudo durante uma experiência intensiva de pesquisa de graduação de cinco semestres no laboratório Blazer-Yost na Escola de Ciências. Ele está atualmente cursando a IU School of Medicine. O trabalho foi continuado como parte do doutorado. pesquisa de tese de Amiraj Banga.