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29/11/2017

Las nanopartículas de oro pueden alterar el sistema inmunitario de los peces

Les nanopartícules d’or poden alterar el sistema immunitari dels peixos
Las nanopartículas de oro (AuNP) se utilizan habitualmente en aplicaciones de alta tecnología, pero la información sobre sus efectos en el medio ambiente y en particular en los organismos acuáticos es escasa. Investigadores de la UAB y la Universidad de Aveiro (Portugal) han estudiado cómo afectan a la dorada (Sparus aurata), una de las especies comerciales más importantes en Europa. Los resultados indican que cuando las AuNP disueltas en el agua entran en el organismo, los peces pueden sufrir variaciones en los niveles de hormonas que, como el cortisol, regulan la respuesta al estrés, y también alteraciones en la expresión de genes vinculados al sistema inmunitario. Estos resultados llevan a los investigadores a alertar sobre el potencial impacto de las nanopartículas en los peces marinos.

Las nanopartículas están en todas partes. Con un tamaño que oscila entre 1 y 100 nanómetros, actúan como minúsculos artilugios que conectan la información entre los niveles molecular y celular. Ubicuas y versátiles, su creciente uso exige datos que promuevan el desarrollo de nanotecnologías inocuas y faciliten la valoración de los peligros potenciales que se puedan derivar de su uso para la salud y el ambiente.

Las nanopartículas de oro (AuNP), unas de las más utilizadas, se han venido aplicando en ingeniería de alta tecnología, incluyendo la administración de medicamentos, la biorremediación de las aguas y la práctica de la acuicultura. Requisitos previos para su uso son la ausencia de toxicidad y la necesaria biocompatibilidad, pero se desconocen la mayoría de sus efectos en organismos marinos o de estuarios. En una colaboración entre la Universitat Autònoma de Barcelona y la Universidad de Aveiro en Portugal se ha analizado el comportamiento de las AuNP en el medio marino y, especialmente, sus efectos en peces como la dorada (Sparus aurata). Esta especie, muy extendida en las aguas costeras del Atlántico y el Mediterráneo, es uno de los peces de mayor importancia comercial tanto en pesquerías como en acuicultura y consumo en el sur de Europa.




Fig. 1. Izquierda: niveles de cortisol y glucosa en el plasma de Sparus aurata tras 96 h de exposición a nanopartículas de oro. Derecha: perfil transcriptómico de expresión génica. Los genes muy expresados se representan con tonos rojizos. Las AuNP generan cambios en varios genes inmunitarios (il1ß, interleucina 1 ß; cox2, ciclooxigenasa 2; igmh, inmunoglobulina M de cadena pesada; tcbr, cadena beta del receptor de células T; bax, proteína X asociada a Bcl-2), oxidativos (gpx1, gpx4, glutatión peroxidasa 1 y 4; gr, glutatión reductasa; cat, catalasa; sod2, superóxido dismutasa [Mn]; gst3, glutatión-S-transferasa 3; prdx6, peroxiredoxina 6) y transcritos de estrés celular (hsp70, proteína de choque térmico 70; grp75, proteína regulada por glucosa, 75 kDa; mt, metalotioneína; casp3, caspasa 3).

Los resultados del estudio indican que, si bien las AuNP recubiertas de citrato tienden a agregarse en medios de elevada fuerza iónica, algunas moléculas (como la polivinilpirrolidona, el polietilenglicol o la albúmina de suero bovino) pueden proporcionarles estabilidad y favorecer que las AuNP permanezcan en suspensión en el mismo rango de tamaños. Las AuNP disueltas pueden activar el eje hipotalámico-hipofisario-interrenal (HPI), el principal regulador del estrés neuroendocrino en los vertebrados, aumentando los niveles de cortisol en plasma (Fig. 1, izquierda) y eventualmente alterando las respuestas endocrinas en los peces. Puede que el resultado más relevante sea el hecho de que tras 96 horas de exposición a AuNP, incluso con recubrimientos biocompatibles y a bajas concentraciones, pueden producirse alteraciones en la expresión de genes relacionados con el sistema inmunitario, la actividad oxidativa y los procesos de apoptosis/muerte celular (Fig. 1, derecha), lo que constituye un impacto potencial para los peces marinos tanto a nivel celular como sistémico.
 
Ya se están realizando más estudios en diferentes condiciones para evaluar el impacto de AuNP en el medio ambiente y en las instalaciones acuícolas que puedan mejorar el uso seguro de las nanopartículas.

M. Teles, J. C. Balasch, A.M.V.M. Soares, L. Guimarães, M. Oliveira, L. Tort
mteles0@gmail.com
Departamento de Biología Celular, Fisiología e Immunologia
Universitat Autònoma de Barcelona

Referencias

Teles M, Soares AM, Tort L, Guimarães L, Oliveira M. Linking cortisol response with gene expression in fish exposed to gold nanoparticles. Sci Total Environ. 2017 Apr 15;584-585:1004-1011. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.153

 
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