La nanotecnología se encarga de la manipulación de los materiales para convertirlos en nanomateriales, también conocidos como nanopartículas, con un tamaño igual o menor a 100 nanómetros (nm). La modificación de los materiales a escala nanométrica les confiere propiedades nuevas tales como una mayor área superficial, otorgándoles ciertas funciones específicas como es un aumento en la resistencia, en la reactividad química o en su conductividad.¹ Las nuevas propiedades adquiridas favorecen una mayor interacción entre átomos y moléculas cercanas, lo que significa que con una pequeña cantidad de nanomaterial se pueden modificar y mejorar significativamente las propiedades de otros materiales, haciéndoles muy útiles en la fabricación de productos a microescala. Las nanopartículas son utilizadas en la tecnología de la información y las telecomunicaciones, además de las industrias de automoción, de biotecnología, médica y farmacéutica, aeroespacial, textil, química, cosmética, del entretenimiento, de la construcción, de la energía, y alimentaria, entre otras.²

De acuerdo a su composición, las nanopartículas se clasifican en orgánicas, inorgánicas e híbridas. Entre las inorgánicas se encuentran las compuestas por óxidos metálicos como las nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂ NPs) y óxido de zinc (ZnO NPs). Un aditivo alimenticio compuesto por nano y micropartículas de TiO₂ NPs es el E171, el cual debido a sus propiedades abrillantadoras y blanqueadoras se emplea ampliamente en la elaboración de productos de confitería como chocolates, caramelos, productos de panadería, botanas y chicles (Figura 1).³ Las ZnO NPs también son ampliamente utilizadas en la industria alimenticia como medio para matar o reducir la actividad de los microorganismos, como suplemento de zinc y fortificante de nutrientes.⁴

Figura 1. Micrografías del E171 y las ZnO NPs obtenidas por medio de microscopía electrónica de transmisión.

Así, estas partículas ingresan al cuerpo humano por ingestión y debido a su tamaño nanométrico, pueden llegar del sistema gastrointestinal al torrente sanguíneo y distribuirse a todos los órganos y sistemas, por lo que se ha generado preocupación acerca de su toxicidad. Nuestro grupo de trabajo ha demostrado que las TiO₂ NPs y el E171 pueden ser internalizados en las células ocasionando toxicidad mediante la producción de estrés oxidativo e inflamación (Figura 2).

Figura 2. Micrografía obtenida por microscopía electrónica de transmisión que muestra la internalización de las TiO₂ NPs en cardiomioblastos de rata H9c2

También hemos mostrado que las ZnO NPs y el E171 tienen efectos adversos en células cardiacas como son la inhibición de la proliferación celular, la inducción de estrés oxidativo, cambios en el potencial de membrana mitocondrial, muerte celular y autofagia.^5,6 En corazones de ratas expuestas crónicamente a estas nanopartículas se observaron alteraciones morfológicas importantes tales como infiltrados celulares, depósitos de colágeno (fibrosis), concentración de calcio elevada, así como alteración y disfunción mitocondrial (datos no publicados). Lo anterior sugiere que el consumo de alimentos que contienen estas nanopartículas metálicas representa un riesgo potencial para la salud y para el posible desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

Referencias

1. Saifi MA, Khan W, Godugu C. Cytotoxicity of nanomaterials: using nanotoxicology to address the safety concerns of nanoparticles. Pharm Nanotechnol. 2018; 6(1):3-16. https://doi.org/10.2174/2211738505666171023152928
2. Aplicaciones industriales de la nanotecnología. Proyecto NANO-SME. ESTIIC. http:/www.estiic.org
3. Hwang JS, Yu J, Kim HM, Oh J M, Choi SJ. Food Additive Titanium Dioxide and Its Fate in Commercial Foods. Nanomaterials 2019; 9:1175. https://doi.org/10.3390/nano9081175
4. Youn SM, Choi SJ. Food additive zinc oxide nanoparticles: dissolution, interaction, fate, cytotoxicity, and oral toxicity. Int J Mol Sci. 2022; 23(11):6074. https://doi.org/10.3390/ijms23116074
5. Colin-Val Z, Vera-Márquez CD, Herrera-Rodríguez MA, Del Pilar Ramos-Godinez M, López-Saavedra A, Cano-Martínez A, Robledo-Cadena DX, Rodríguez-Enríquez S, Correa F, Delgado-Buenrostro NL, Chirino YI, López-Marure R. Titanium dioxide (E171) induces toxicity in H9c2 rat cardiomyoblasts and ex vivo rat hearts. Cardiovasc Toxicol. 2022; 22(8): 713-726. https://doi.org/10.1007/s12012-022-09747-5
6. Mendoza-Milla C, Macías Macías FI, Velázquez Delgado KA, Herrera Rodríguez MA, Colín-Val Z, Ramos-Godinez MP, Cano-Martínez A, Vega-Miranda A, Robledo-Cadena DX, Delgado-Buenrostro NL, Chirino YI, Flores-Flores JO, López-Marure R. Zinc oxide nanoparticles induce toxicity in H9c2 rat cardiomyoblasts. Int J Mol Sci. 2022; 23:12940. https://doi.org/10.3390/ijms232112940