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Publicación en la revista Scientific Reports

Rapid and efficient testing of the toxicity of graphene-related materials in primary human lung cells.

13/05/2022
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Rapid and efficient testing of the toxicity of graphene-related materials in primary human lung cells.

13/05/2022

Un estudio desarrollado por investigadores del Grupo de Estrés Oxidativo y Neurodegeneración (GEON) de la Facultad de Medicina de Ciudad Real (UCLM) y del grupo MSOC Nanochemistry del IRICA (UCLM), demuestra el efecto citotóxico de materiales basados en grafeno en células primarias de pulmón.

El grafeno y sus materiales derivados se han convertido en herramientas nanotecnológicas de gran potencial en diferentes ámbitos. Durante el proceso de fabricación y en el manejo en industria y laboratorios, el grafeno puede entrar en contacto con barreras fisiológicas como el sistema respiratorio. A pesar de su potencial efecto nocivo, estos nanomateriales se han incorporado a diversas aplicaciones como las mascarillas para prevenir la transmisión del COVID-19. Es por ello necesario establecer metodologías versátiles y eficientes para estudiar su seguridad antes de su uso.

En este sentido, los modelos murinos son una buena aproximación, pero este tipo de evaluaciones de bioseguridad requieren de una gran cantidad de condiciones de estudio (dosis, tiempo de exposición, grado de oxidación del material, tamaño…), lo cual implica un uso muy elevado de ratones, un hecho totalmente opuesto al principio de las tres R. Es por eso que en este artículo presentamos el uso de un modelo in vitro de células epiteliales humanas de broquios (células NHBE) como modelo alternativo a los utilizados hasta la fecha, como la la línea celular tumoral A549. Estos modelos tumorales se alejan mucho de escenarios realistas de aplicación del grafeno, aunque son muy utilizados por motivos económicos y por la facilidad en el manejo de este tipo de células.

En nuestro estudio, hemos evaluado el efecto citotóxico de tres tipos de grafeno distintos (GO, FLG y sFLG) y hemos observado un efecto citotóxico en tiempos de exposición bajos que se incrementa conforme la exposición se prolonga en el tiempo, llegando a observar una muerte celular del 90% con una dosis baja de 5µg/mL en células NHBE. Estos resultados muestran como las células tumorales (A549) son mucho más resistentes al daño citotóxico generado por el grafeno. De hecho, el efecto observado en nuestro estudio es similar al efecto citotóxico que generan otros compuestos tóxicos en células NHBE, como partículas de diesel. Por lo tanto, proponemos que las líneas celulares primarias deben utilizarse para la caracterización in vitro de la toxicidad del grafeno y derivados. De esta forma se pueden definir mejor las concentraciones, tiempos de exposición y resto de condiciones para posteriores estudios con modelos animales.

Este estudio ha sido financiado por la Unión Europea (785219-Graphene Core 2 y 881603-Graphene Core 3 (Flagship Project)) y por el Ministerio de Economía y Competitividad (CTQ2017-88158-R).

Este artículo forma parte de una serie de trabajos en los que los autores estudian el potencial citotóxico del grafeno en diferentes escenarios. El artículo ha sido publicado en la revista Scientific Reports (IF 4.380) y se puede consultar en el siguiente enlace: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11840-2

 

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