NANOTOSSICOLOGIA E RICERCA: IL RUOLO DELLE TECNICHE NUCLEARI E RADIOANALITICHE

Sebbene la produzione e le applicazioni di nanoparticelle ingegnerizzate (NPs) siano in straordinario aumento molti sono gli interrogativi irrisolti riguardanti i loro potenziali effetti nocivi per la salute e per l’ambiente derivanti dall'esposizione a questi materiali innovativi. Alla nanotossicologia si riconosce oggi un ruolo centrale di riferimento scientifico per la prevenzione dei rischi e per lo sviluppo responsabile delle nanotecnologie in ragione delle attese ricadute industriali e socio-economiche. Questa disciplina, dovendo affrontare problemi molto complessi, come quelli della comprensione dei meccanismi di tossicità che stanno alla base di alcuni peculiari responsi tossici indotti da NPs, riveste uno spiccato carattere multidisciplinare, imponendo un utilizzo integrato di diverse tecniche analitiche sia di tipo più tradizionale (spettrochimiche, bioanalitiche, di biologia molecolare) che di tipo più sofisticato (microscopia altamente specializzata, tecniche nucleari e radiochimiche). In questo contesto, il chimico analitico coinvolto nella ricerca nanotossicologica deve fare fronte a nuove difficili, ma affascinanti sfide scientifiche, come la necessità della caratterizzazione chimica, in termini di purezza, delle NPs, del loro comportamento nei mezzi biologici, del loro accumulo, biodistribuzione, interazione con biomolecole e destino metabolico a livello tissutale e intracellulare in sistemi biologici in vivo ed in vitro. Inoltre, la possibilità di dissoluzione delle NPs nei mezzi biologici è un ulteriore fattore critico nell’interpretazione del responso biologico che rappresenta un ostacolo non di poco conto per il chimico analitico che non può esimersi dal considerare l’aspetto della nanometallomica (Benetti, 2014). Lo scopo di questo lavoro è quello di evidenziare il ruolo che le tecniche nucleari e radiochimiche rivestono nella ricerca nanotossicologia diretta alla comprensione dei complessi meccanismi che sono alla base degli effetti indotti dall’esposizione a NPs. In particolare, allo scopo di illustrare quali tipi di informazioni si possono ottenere con l’uso di tali tecniche, vengono selezionate alcune applicazioni riguardanti studi con NPs metalliche in forma di ossidi o polveri zerovalenti. Esempi di applicazioni concernenti l’uso dell’analisi per radioattivazione neutronica riguardano: la caratterizzazione chimica di nanotubi di C, di CoNP e di nanoargille; la disomeostasi di elementi essenziali (Mg, Zn) in fibroblasti di topo (Balb/3T3) esposti a CoNP (Sabbioni, 2014); il passaggio della barriera emato-testicolare di AuNP e AgNP nel coniglio. Esempi di applicazioni relative all’uso di tecniche radioanalitiche con l’uso di NPs radiomarcate, ottenute per irraggiamento con neutroni o tramite sintesi radiochimica con l’uso di radiotraccianti ad elevata radioattività specifica, riguardano: il comportamento di 60CoNP e di 57Co59Fe2O4 nei mezzi di coltura cellulari; l’accumulo di 59Fe in plantule e quello di (58Co)-NiNP e di (48V)-TiO2NP in sistemi cellulari. Viene infine sottolineato come la nanotossicologia richieda nuove figure specializzate nel contesto della chimica analitica, come quella, nel caso delle tecniche nucleari e radioanalitiche, del radionanochimico.