La vida humana comienza con un óvulo que crece hasta convertirse en un ser humano con billones de células. Para proteger al máximo el complejo desarrollo de tejidos y órganos, la barrera placentaria mantiene alejados a patógenos y sustancias extrañas. Tina Birki y su equipo del Laboratorio de Interacciones Biología-Partículas de Empa en St Gallen están investigando cómo este mecanismo protector interactúa con las nanopartículas.
Las nanopartículas están presentes en una gran cantidad de productos, pero también se producen mediante procesos de descomposición y combustión (ver recuadro). “Absorbemos estas sustancias del medio ambiente a través de nuestros alimentos, cosméticos o el aire que respiramos”, explica Berkey. Se sospecha que algunas de estas nanopartículas dañan a los fetos. Entre los posibles resultados para el niño se encuentran el bajo peso al nacer, el autismo y las enfermedades respiratorias.
Misterioso efecto remoto
Aún no está claro cómo afectan las nanopartículas al feto. “Ya sabemos que la barrera placentaria retiene muchas nanopartículas o al menos retrasa su transporte al feto”, afirma Berkey. Sin embargo, se produce daño al tejido fetal, incluso si no se encuentran partículas en el feto. El equipo de Empa está ahora llegando al fondo de este efecto de largo alcance de las nanopartículas. Con socios clínicos del Hospital Cantonal de St. Gallen y socios de investigación de la Universidad de Ginebra, el Centro Médico de la Universidad de Ámsterdam y el Instituto Leibniz de Investigación Médica Ambiental de Düsseldorf, el equipo está investigando las consecuencias de nanopartículas comunes como el dióxido de titanio. o el hollín de diésel sobre la función placentaria y su daño indirecto al desarrollo fetal.
Para ello, el equipo utilizó placentas humanas completamente funcionales que estuvieron disponibles después de una cesárea planificada. “La única manera de obtener resultados significativos sobre el transporte y el efecto de las nanopartículas es el tejido placentario humano”, afirma el investigador de Empa. “La composición, el metabolismo y las interacciones de los tejidos maternos y fetales son únicos y específicos de cada especie”.
Los experimentos muestran que las nanopartículas interrumpen la producción de una gran cantidad de sustancias mensajeras en el tejido placentario. Y estos mismos mensajeros pueden desencadenar cambios graves en el desarrollo fetal, como la interrupción de la formación de vasos sanguíneos.
Estos efectos se pueden observar en modelos de laboratorio que utilizan huevos de gallina. Los vasos sanguíneos del óvulo en realidad crecen a un ritmo y densidad mucho más rápidos para permitir el desarrollo del embrión. Una densa red de finos vasos sanguíneos cubre el interior de la cáscara del huevo. La situación es muy diferente en los óvulos tratados con sustancias mensajeras modificadas de la placenta tratada con nanopartículas: en los experimentos, el sistema de vasos sanguíneos no era tan denso sino más bien de malla gruesa. “Las nanopartículas parecen tener un efecto indirecto sobre el feto en el útero al inhibir la formación de vasos sanguíneos”, afirma Tina Berkey.
Los resultados de salud
Actualmente, los investigadores están investigando a fondo las sustancias mensajeras liberadas por una placenta tratada con nanopartículas, el llamado secretoma. Sin estar contaminados, la interacción de hormonas, mediadores inflamatorios y sustancias de señalización para formar sistemas de órganos se asemeja a una orquesta perfectamente afinada. Ya está claro que la presencia de nanopartículas altera la comunicación entre la placenta y el feto y daña la formación de vasos sanguíneos. Sin embargo, los resultados preliminares muestran que el desarrollo del sistema nervioso no parece verse afectado. Análisis futuros revelarán qué otros trastornos pueden causar indirectamente las nanopartículas. “Dado que los efectos pueden afectar a la salud de la mujer embarazada y al desarrollo de su hijo, estos resultados deberían tenerse en cuenta en la evaluación de riesgos de los nanomateriales”, afirma el investigador.
También está interesado el socio clínico, el Hospital Cantonal de St. Gallen. Como dice Thomas Ruddich, de la Clínica de Mujeres e investigador clínico de Empa: “Una placenta sana es fundamental para el desarrollo del bebé. Por lo tanto, una evaluación precisa del riesgo de contaminación ambiental es esencial para las mujeres embarazadas. Es muy importante. “
Cordón umbilical
La placenta es un órgano que se forma únicamente durante el embarazo. Proporciona nutrientes al bebé en el útero y también actúa como filtro de las influencias ambientales. Esta llamada barrera placentaria proporciona un cierto grado de protección al feto contra patógenos o sustancias nocivas. Sin embargo, algunas sustancias, como los estrógenos ambientales, pueden atravesar la barrera placentaria y se sospecha que están asociadas con diversas enfermedades.
Nanopartículas
Las nanopartículas miden sólo unas pocas millonésimas de milímetro. Entre ellos se encuentra, por ejemplo, el dióxido de titanio, que se puede encontrar en muchos alimentos, cosméticos y medicamentos. El dióxido de silicio se encuentra, por ejemplo, en la pintura y en el papel de imprenta y también se utiliza como aditivo alimentario. Otras nanopartículas provienen de procesos de contaminación ambiental como raspaduras de plástico (nanoplásticos) o hollín industrial. Pueden ingresar al cuerpo humano a través del tracto respiratorio, el sistema digestivo o la piel.
