La inhalación de una forma ultrapura del grafeno «material maravilloso» no produjo ningún efecto adverso a corto plazo sobre la función pulmonar y cardiovascular en un pequeño grupo de voluntarios sanos. El primer estudio en humanos abre la puerta al desarrollo de un nuevo método de administración de fármacos dirigido a tratar enfermedades como el cáncer.
El objetivo principal del diseño de un sistema de administración de fármacos optimizado es administrar agentes terapéuticos al tejido enfermo de manera controlable y al mismo tiempo producir pocos efectos secundarios en el tejido sano. Debido a su estabilidad química y mecánica, propiedades hidrófilas, alta superficie y biocompatibilidad, se ha propuesto para tal fin el óxido de grafeno (GO), la forma oxidada del grafeno, el «material maravilloso».
Sin embargo, existe evidencia limitada e inconsistente sobre si el uso de GO es seguro en humanos, principalmente debido a las diferentes fuentes del material y su notable variabilidad en dimensiones y propiedades químicas. Ahora, un primer estudio en humanos realizado por investigadores de la Universidad de Edimburgo, Escocia, encontró que la inhalación de GO ultrapuro no produjo efectos adversos.
«Los nanomateriales como el grafeno son muy prometedores, pero debemos asegurarnos de que se fabriquen de forma segura antes de que puedan utilizarse más ampliamente en nuestras vidas», afirmó Mark Miller, uno de los autores correspondientes del estudio. “Poder explorar la seguridad de este material único en voluntarios humanos es un gran paso adelante en nuestra comprensión de cómo el grafeno podría afectar al cuerpo. Con un diseño cuidadoso, podemos aprovechar al máximo la nanotecnología de forma segura”.
Los investigadores sintetizaron nanohojas de GO delgadas, altamente purificadas y libres de endotoxinas y metales en dos dimensiones: GO pequeño (s-GO) y GO ultrapequeño (us-GO). Luego, las nanohojas se aerosolizaron para inhalarlas a través de una mascarilla. Catorce voluntarios sanos inhalaron una dosis única de GO o aire filtrado durante dos horas mientras realizaban ciclismo de forma intermitente para estandarizar las tasas respiratorias entre los individuos. Unas semanas más tarde, los participantes regresaron a la clínica para repetidas exposiciones controladas a un GO de diferente tamaño o aire limpio, a modo de comparación.
Los investigadores encontraron que la inhalación de GO no se asoció con ningún efecto adverso agudo sobre la función pulmonar o cardiovascular de los participantes ni con inflamación sistémica. En un estudio se observó un «leve aumento» de la trombogenicidad, la tendencia de un material a provocar coagulación cuando entra en contacto con la sangre. ex-vivo modelo de lesión vascular, destacando la necesidad de realizar más estudios para evaluar más completamente las acciones de los nanomateriales fabricados inhalados.
Los investigadores reconocen las limitaciones del estudio, a saber, que el número de participantes fue pequeño y que solo probaron una dosis única de GO. Puede ser que el número de participantes fuera insuficiente para detectar efectos más sutiles de la inhalación de GO o que concentraciones más altas o duraciones de exposición más prolongadas pudieran producir efectos que no fueron evidentes en el estudio actual. No obstante, dicen, el estudio representa un gran paso hacia una evaluación integral de riesgos del uso de GO en el espacio biomédico.
«Este es el primer estudio controlado en el que participan personas sanas que demuestra que formas muy puras de óxido de grafeno, con una distribución de tamaño y un carácter de superficie específicos, pueden desarrollarse aún más de una manera que minimice el riesgo para la salud humana», afirmó Kostas. Kostarelos, otro autor correspondiente.
Sin embargo, el estudio plantea una cuestión importante: la viabilidad de descubrimientos como este. Para que se materialicen los beneficios del grafeno y el GO, se requiere una producción en cantidades masivas a bajo costo. Hasta ahora, producción a gran escala con bajo costo sigue siendo un sueño lejano.
El estudio fue publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza.
Fuente: Universidad de Edimburgo