CITOTOXICIDAD Y MECANISMOS DE TOXICIDAD DE NANOPARTÍCULAS INORGÁNICAS EMERGENTES

El aumento en las aplicaciones de nanopartículas en la industria, conlleva a generar su liberación en el medio ambiente y por lo tanto la interacción con los sistemas biológicos, ocasionando un posible efecto tóxico. En el presente estudio se evaluó el efecto tóxico de 5 nanopartículas (CuO, SnO2, Fe° y Fe3O4) con aplicaciones en diversas áreas. La toxicidad se determinó en modelos biológicos de importancia ambiental como bacterias (Gram positivas y negativas) y levaduras. Previo a la evaluación de la toxicidad las nanopartículas (NPs) fueron caracterizadas por diversas técnicas; difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido y trasmisión (MEB y MET), en los medios biológicos se midió el tamaño hidrodinámico y el potencial Z. La viabilidad celular se determinó partiendo de un inoculo inicial de 1x109 UFC/mL con 24 h de exposición a NPs (100-1000 mg/L), como control se usaron células sin exposición. Los mecanismos de toxicidad fueron definidos por medio de microscopía confocal, MEB y la cuantificación del ion soluble. La caracterización de las NPs mostró en su mayoría formas esféricas (2-85 nm) y una forma tipo flor (800 nm), así como una alta pureza. Los tamaños hidrodinámicos en los diferentes medios fueron en promedio de 149-1105 nm y la carga superficial fue negativa en un rango de -20 a -30 mV. En la exposición a las NPs de CuO se presentó un efecto tóxico a partir de la concentración de 600 mg/L con un tiempo de exposición 2 h (IC50 >400 mg/L) en la bacteria Gram positiva B. subtilis. El mecanismo de toxicidad de estas NPs fue la ionización de Cu2+ en el medio LB. La exposición a las NPs de SnO2 E2 afecto la viabilidad de B. subtilis a partir de una concentración de 500 mg/L (IC50 >500 mg/L) en un tiempo de 24 h. El mecanismo de toxicidad de estas NPs fue el daño a la membrana celular, ocasionado por la carga superficial negativa, el menor tamaño hidrodinámico de las NPs de SnO2 ES y las moléculas cargadas positivas sobre la membrana de la bacteria Gram positiva B. subtilis, este fue el mecanismo clave en la toxicidad de las NPs de SnO2.