A continuaciòn les compartimos la traducciòn del artìculo "El grafeno dentado puede cortar las membranas celulares", que fue publicado en el año 2013, por la Universidad Brown (Rhode Island). Se lo puede leer en Inglès en el siguiente enlace de resguardo: https://archive.is/8nXGo
Las partes resaltadas en amarillo, corren por cuenta quien tradujo el texto.
Del 2013 al dìa de hoy, ¿cuàntos descubrimientos se habràn hecho al respecto?
Comencemos:
Julio 10 del 2013.
Contacto: Kevin Stacey (kevin_stacey@brown.edu) [1] 401-863-3766
Una acciòn colaborativa entre biólogos, ingenieros y científicos de materiales, de la Universidad de Brown, ha encontrado que los bordes dentados del grafeno pueden perforar fácilmente las membranas celulares, lo cual permite que el grafeno entre en la célula e interrumpa la función normal. Comprender las fuerzas mecánicas de la nanotoxicidad, debería ayudar a los ingenieros a diseñar materiales a nanoescala, màs seguros.
PROVIDENCE, R.I. [Brown University] — Investigadores de la Universidad de Brown, han demostrado cómo las diminutas microhojas de grafeno —materiales ultradelgados con una serie de aplicaciones comerciales— podrían ser un gran problema para las células humanas.
La investigación muestra que las esquinas afiladas y las protuberancias dentadas a lo largo de los bordes de las láminas de grafeno pueden perforar fácilmente las membranas celulares. Después de que se perfora la membrana, una hoja entera del grafeno se puede jalar hacia adentro de la célula, en donde puede interrumpir la función normal de èsta. La nueva visión puede ser útil para encontrar formas de minimizar la toxicidad potencial del grafeno, dijo Agnes Kane [2], Presidenta del Departamento de Patología y Medicina de Laboratorio de Brown y una de las autoras del estudio.
"A un nivel fundamental, queremos entender las características de estos materiales que son responsables de cómo interactúan con las células", dijo Kane. "Si hay alguna característica que es responsable de su toxicidad, entonces tal vez los ingenieros puedan diseñarla" [3]
Los hallazgos se publicaron -online- el 9 de julio [del 2013] , en Proceedings of the National Academy of Science. [4]
Descubierto hace aproximadamente una década, el grafeno es una lámina de carbono de apenas un átomo de espesor. A pesar de ser tan delgado, ss increíblemente fuerte. Ademàs tiene notables propiedades electrónicas, mecánicas y fotónicas. Las aplicaciones comerciales en pequeños dispositivos electrónicos, células solares, baterías e incluso dispositivos médicos, están a la vuelta de la esquina. Sin embargo, no se sabe mucho sobre el efecto que estos materiales podrían tener si entran en el cuerpo, ya sea durante el proceso de fabricación o durante el ciclo de vida de un producto que lo contenga.
"Estos materiales pueden ser inhalados involuntariamente, o pueden ser inyectados o implantados intencionalmente como componentes de nuevas tecnologías biomédicas", dijo Robert Hurt [5], Profesor de Ingeniería y uno de los autores del estudio. "Así que queremos entender cómo interactúan con las células una vez dentro del cuerpo."
Estos últimos hallazgos provienen de una colaboración continua entre biólogos, ingenieros y científicos de materiales, en Brown, cuyo con objetivo es comprender el potencial tóxico de una amplia variedad de nanomateriales. Su trabajo sobre el grafeno comenzó con algunos hallazgos aparentemente contradictorios
La investigación preliminar del grupo de biología de Kane, había demostrado que las hojas de grafeno pueden entrar en las células, pero no estaba claro cómo fue que llegaron allí. Huajian Gao [6], Profesor de Ingeniería, intentó explicar esos resultados utilizando potentes simulaciones por computadora, pero se encontró con un problema: Sus modelos, que simulan interacciones entre el grafeno y las membranas celulares a nivel molecular, sugirieron que sería bastante raro que una micro-hoja de grafeno perforara una célula. La barrera de energía requerida para que una hoja cortara la membrana, era simplemente demasiado alta, incluso cuando la hoja golpeara -primeramente- el borde.
El problema resultó ser que esas simulaciones iniciales suponían una pieza de grafeno, con formaperfectamente cuadrada. En realidad, las hojas de grafeno rara vez son tan prístinas. Cuando el grafeno se exfolia, o se pela lejos de trozos más gruesos de grafito, las hojas se desprenden en escamas de forma extraña con protuberancias dentadas llamadas asperezas. Cuando Gao hizo sus simulaciones con asperidades incluidas, las hojas fueron capaces de perforar la membrana mucho más fácilmente.
Annette von dem Bussche [7], Profesora asistente de Patología y Medicina de laboratorio, pudo verificar el modelo experimentalmente. Colocó células humanas de pulmón, cèlulas de piel y cèlulas inmunes, en cajas de Petri junto con microhojas de grafeno. Las imágenes del microscopio electrónico confirmaron que el grafeno entró en las células comenzando en los bordes àsperos y en las esquinas. Los experimentos mostraron que incluso las hojas de grafeno bastante grandes -de hasta 10 micrómetros-, podían ser completamente internalizadas por una célula.
"Los ingenieros y los científicos de materiales pueden analizar y describir estos materiales con gran detalle", dijo Kane. "Eso nos permite interpretar mejor los impactos biológicos de estos materiales. Es realmente una colaboración maravillosa". A partir de aquí, los investigadores analizarán con más detalle lo que sucede una vez que una hoja de grafeno entra a la célula. Kane dice que este estudio inicial proporciona un comienzo importante para comprender el potencial de toxicidad del grafeno.
"Se trata del diseño seguro de nanomateriales", dijo. "Son materiales hechos por el hombre, por lo que deberíamos ser capaces de ser inteligentes y hacerlos más seguros."
Otros contribuyentes en el estudio fueron los estudiantes graduados:
Yinfeng Li (now a professor at Shanghai Jiao Tong University), Hongyan Yuan, and Megan Creighton. The research was supported by the National Science Foundation (grants CMMI-1028530 and CBET-1132446) and the Superfund Research Program of the National Institute of Environmental Health Sciences (grant P42 ES013660).
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Notas:
[1]
Kevin Stacey.
[2]
[3] El original dice: engineer it out, ha quedado traducido como: diseñarla.
[4] La versiòm completa, en formato PDF, està disponible en los siguientes enlaces:
a) https://www.pnas.org/content/pnas/early/2013/07/09/1222276110.full.pdf
b) https://drive.google.com/file/d/1klK1PkfdmqFcLQOaBm_Ni89tuPBXqhQV/view?usp=sharing
[5]
[6]
[7]
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Traducciòn:
Beatriz Eugenia Andrade Iturribarrìa.
euzkera
0806-2021