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Nanopartículas de plata tomadas con un microscopio eléctronico de barrido.
  • Por qué debe regularse la producción de nanomateriales

Nanopartículas de plata tomadas con un microscopio eléctronico de barrido.
Crédito de la imagen: Argonne National Laboratory

De un vistazo

  • Nanopartículas existen desde hace millones de años, pero nanomateriales datan de 50 años

  • Trabajadores y consumidores de estos productos podrían desarrollar efectos adversos de salud

  • Pocos países en desarrollo, como la India, cuentan con límites para su uso en alimentos

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Las nanopartículas (NP) de origen natural han existido desde el origen del universo hace 13,7 millones de años. Un ejemplo son los fullerenos, moléculas con formas esferoidales que contienen desde 32 hasta 960 átomos de carbono sólidos moleculares.
 
Sin embargo, las NP hechas intencionalmente por el ser humano se conocen como nanomateriales manufacturados (NM) y tienen apenas 50 años.  
 
Un NM está formado por partículas cuyo tamaño oscila entre 1 y 100 nm lo cual es comparable al tamaño de un virus. Los NM han mejorado muchos productos de consumo humano como los aparatos electrónicos, ropa, cosméticos, e incluso son utilizados en alimentos para mejorar su aspecto o su textura así como medicamentos y sus excipientes.    
 
En el mundo hay alrededor de 216 compañías que producen alguno o varios  tipos de NM [1] y este número va en incremento debido a los beneficios que generan.
 
Los NM pueden producirse en diferentes formas. Los más comunes son las nanoesferas, los nanotubos y los grafenos.
 
Sin embargo, debido a que la producción de estos NM se ha incrementado a escala industrial, los trabajadores que se encuentran en dichas compañías representan una población susceptible a daños en su salud. Por otro lado, las personas que estamos en contacto con  productos o alimentos que contienen NM podríamos también ser blanco de algunos efectos no deseados.
 
Los NM manufacturados ¿pueden ser peligrosos?
 
Al estar compuestos de partículas de tamaño nanométrico, los NM pueden ser inhalados y depositados en sitios profundos del pulmón causando inflamación. Los NM también pueden penetrar en el torrente sanguíneo y alcanzar otros tejidos, lo que podría causar efectos adversos adicionales a los causados al pulmón cuando se inhalan.
 
Quienes consumimos alimentos que contienen NM constituimos otro grupo de personas susceptibles de desarrollar algún tipo de efecto adverso. No obstante, aún no hay estudios concluyentes sobre los efectos que tiene la exposición oral, especialmente en tiempos prolongados.
 
Sin embargo, la creciente preocupación sobre los efectos adversos se debe a que existe evidencia científica que señala que cuando los NM se acumulan en algún tejido pueden causar alteraciones celulares y procesos inflamatorios.
 
Dificultades para su regulación
 
Debido al posible riesgo para la salud asociado a la exposición a NM, derivado de la evidencia generada por la comunidad científica, agencias como el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional, el Departamento de Salud, Seguridad y Medio Ambiente de John Hopkins Medicine y el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de Japón, han sugerido la necesidad de regular su manejo.
 
Sin embargo, lograrlo no es sencillo debido, en primer lugar, a que no hay una definición universal.
 
Muchas organizaciones, instituciones gubernamentales y no gubernamentales han hecho esfuerzos para definir a los NM desde el año 2004. Sin embargo, al no tener una definición, es dificil establecer qué es exactamente lo que debe regularse.
 
La dificultad en acordar una definición se debe a que pese a considerarse NP a aquellas partículas cuyo tamaño es entre 1 a 100 nm, se requiere tomar en cuenta si, por ejemplo, tienen ese tamaño en una, dos o tres dimensiones; si son biopersistentes o insolubles; si tienen en total un porcentaje mayor a 50 por ciento de nanopartículas pudiendo también tener un 50 por ciento de partículas mayores a 100 nm, y si tienen una dimensión incluso menor a 1 nm, entre otras.
 
Una de las preguntas a responder es qué pasará en el cercano futuro con aquellos materiales que sean menores a 1 nm en todas sus dimensiones. Esto anticipa que, además de nuevas propiedades físicas y químicas, tengan posibles efectos adversos.
 
Otro obstáculo para regular los NM es la falta de métodos estandarizados para evaluar sus características físicas como tamaño, morfología, área superficial y, por otro lado, para evaluar su toxicidad.


 
En el mundo se emplean diferentes metodologías para evaluar las características físicas y la toxicidad; por ejemplo, se usan modelos experimentales como cultivos celulares o animales de laboratorio. Sin embargo, es difícil comparar resultados ya que frecuentemente se usan diferentes tipos de células, cepas de animales, concentraciones/dosis, tiempos de exposición y hasta forma de preparar los NM para los experimentos.
 
Debido a que algunos NM se usan en fármacos, se requieren estudios pre-clínicos para garantizar su seguridad en humanos, determinando entre otras cosas el proceso de absorción, distribución, metabolismo y excreción.  Sin embargo, no es sencillo realizar un diseño general para todos, ya que por ejemplo, el dióxido de silicio o de zinc se comportan distinto a pesar de que ambos son óxidos metálicos.
 
Para saber exactamente el impacto que tienen estos NM en la salud humana, es necesario tener evidencia epidemiológica, es decir, estudios hechos en humanos que expliquen a qué concentraciones, por cuánto tiempo y por cuál vía (inhalatoria, oral, dérmica) han estado expuestos, tomando en cuenta factores como edad, sexo, enfermedades previas, tipo de alimentación, tabaquismo, alcoholismo, medidas de seguridad en el área de trabajo, entre otras.
 
En este sentido, la Agencia Internacional de Investigación de Cáncer [2] ha clasificado a algunos NM, entre ellos al dióxido de titanio, como posibles carcinógenos para humanos tomando en consideración los estudios en modelos experimentales y los limitados estudios en humanos. El dióxido de titanio es ampliamente usado en la industria cosmética, farmacéutica y alimenticia.
 
Por su parte, el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional [3] ha clasificado a este mismo agente como probable carcinógeno ocupacional para las personas que trabajan en sitios donde se sintetiza o procesa, y recomienda no exponerse a concentraciones mayores a 0.3 mg/m3/10 horas en Estados Unidos.
 
Por otro lado, debe también considerarse la realización de estudios epidemiológicos asociados al consumo oral de NM, ya que actualmente el carbonato de calcio, dióxido de titanio, dióxido de silicio y silicato de magnesio (conocidos en el mundo de los aditivos como E170, E171, E551 y E552, respectivamente) tienen cierto porcentaje de NP de dichos compuestos.
 
Consideraciones para formuladores de política científica
 
Los marcos regulatorios en países desarrollados como Estados Unidos y la Unión Europea contemplan recomendaciones sobre los límites de exposición ocupacional a nanopartículas así como el uso de respiradores y equipo de protección. En la Unión Europea, los proyectos de etiquetar los productos que contengan NM ya están en marcha. Además, también el Codex Alimentarious  [4] tiene un calendario para revisar los aditivos que podrían contener NM.
 
Sin embargo, algunos países desarrollados en Asia, como Japón, aún no tienen regulaciones establecidas para los NM contenidos en aditivos, mientras que en países en desarrollo como la India ya se cuenta con límites para el uso de NM en algunos alimentos. Sin embargo, muchos países en desarrollo aún no han adoptado recomendaciones hechas por los países desarrollados ni están contemplando establecer sus propias regulaciones.
 
Los principales puntos que deben ser considerados en el futuro para establecer regulaciones o mejorar las existentes son aquéllos orientados a proteger a los trabajadores en ambientes ocupacionales sin disminuir la producción de NM considerando que representan un beneficio muy importante en biomedicina, energía, agricultura, electrónica, física e ingeniería.
 
También debe promoverse la disponibilidad de información sobre los posibles efectos adversos, así como indicarse claramente en la etiqueta aquellos productos que contengan nanomateriales manufacturados, basándose en el derecho a ser informado que tiene todo trabajador o consumidor de NM.  
 
Esto sugiere la revisión periódica de la evidencia científica en modelos experimentales que evalúe la toxicidad de los NM promoviendo también la realización de estudios epidemiológicos. 
 
La creación de una base de datos mundial que incluya los NM producidos, las cantidades que se producen, el número de trabajadores expuestos y la concentración a la que están expuestos junto con el tiempo de horas de trabajo sería ideal para tener un registro y una estimación de su impacto.


Luis G Garduño-Balderas ([email protected]) y Estefany Medina-Reyes ([email protected]) son estudiantes del Programa de Maestría en Ciencias Biológicas y del Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas de la Universidad Nacional Autónoma de México, respectivamente. Yolanda Chirino ([email protected]) es Profesora Titular a tiempo completo de la Unidad de Biomedicina, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México. Se les puede contactar en los correos indicados. Todos ellos son autores del artículo Difficulties in establishing regulations for engineered nanomaterials and considerations for policy makers: avoiding an unbalance between benefits and risks. Publicado en: J Appl Toxicol. 2015 Jun 5. doi: 10.1002/jat.3180.

Referencias

[1] Base de datos nanowerk
 
[2] Base de datos de los monográficos de la IARC
 
[3] Enlace de la NIOSH

[4] Enlace del Codex Alimentarious
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