Una enzima capaz de descomponer nanotubos

El pasado Abril, un grupo de científicos de Irlanda, Suecia y Estados Unidos ha publicado un
estudio en el que se demuestra que una enzima que se encuentra en los glóbulos blancos es
capaz de descomponer los nanotubos de carbono. El [1] artículo ha sido publicado por la
prestigiosa revista [2] Nature Nanotechnology y viene a desmentir lo que se venía afirmando
hasta ahora; que los nanotubos de carbono no podían ser descompuestos por el cuerpo o la
naturaleza.
Primero vamos a explicar rápidamente la [3] estructura del nanotubo de carbono. Partimos
del [4] grafeno, que es una estructura laminar plana con forma de rejilla hexagonal en cuyos
vértices hay un átomo de carbono. Si tomamos uno de estos folios formados por grafeno y
lo enrollamos en forma de tubo tendremos un nanotubo de carbono simple. Existen muchos
tipos de nanotubos dependiendo del número de capas concéntricas, de los diferentes
diámetros, etc. Unas de las propiedades más importantes de los nanotubos es que son muy
ligeros y hasta cuarenta veces más fuertes que el acero por lo que sus aplicaciones en la
ingeniería son muy numerosas. Además, el hecho de que se haya demostrado que podrían
ser utilizados para la distribución de fármacos o sensores en el cuerpo humano ha disparado
su interés en el mundo de la medicina.
Pese a estas propiedades tan interesantes, algunos trabajos en los que se exponía a ratones
de laboratorio a los nanotubos mediante inhalación o por inyección dieron como resultado el
desarrollo de una inflamación severa, deterioro de la función pulmonar e incluso cáncer.
Otro problema sobre el que se insistía, hasta este estudio, era su biopersistencia, es decir la
aparente incapacidad del cuerpo humano para eliminarlos del organismo.
El grupo ha demostrado en su trabajo que la [5] mieloperoxidasa humana (hMPO), que es
una enzima del sistema de defensa de un tipo de glóbulos blancos, los [6] neutrófilos, puede
conseguir descomponer los nanotubos de carbono de pared simple, básicamente en dióxido
de carbono y agua. Aunque las diferentes rutas que se llevan a cabo hasta los productos no
son aún conocidas, los investigadores han comprobado que al menos existe una manera de
dividir los nanotubos en compuestos biológicamente inofensivos para el cuerpo humano.
Previamente el director de este trabajo y otros investigadores habían publicado otro [7]
artículo en el que ya se había mostrado que la pared de un nanotubo de carbono simple
podía ser biodegradada mediante catálisis por la enzima peroxidasa del rábano ([8]
horseradish peroxidase o HPR), durante varias semanas, pero no había sido suficientemente
investigado.
Además, después de demostrar la eficacia de la hMPO en la degradación de los nanotubos
de carbono, el equipo ha desarrollado una técnica para estimular a los neutrófilos a que
ataquen a los nanotubos mediante la captura de los mismos y así poner en contacto a la
enzima para comenzar la descomposición. Consiste en impregnar una muestra de nanotubos
con unos anticuerpos ya conocidos, en este caso la inmunoglobulina, que será el objetivo de
los neutrófilos, éstos los captan y la enzima hMPO comienza a descomponer los nanotubos.
Al cabo de 12 horas el 100 % de los nanotubos habían sido degradados frente al 30 % de
los que no tenían los anticuerpos implantados.
El estudio ha sido realizado por 20 científicos de varias instituciones y el director de la
investigación [9] Dr. Valerian E. Kagan del Departamento de Medioambiente y Salud
Ocupacional de la Universidad de Pittsburg (Pensilvania, EEUU). Ha sido cofinanciado con
3,36 millones de euros por Institutos Nacionales de Salud y por el 7º Programa Marco de la
Comisión Europea, y se ha llevado a cabo dentro del proyecto [10] NANOMMUNE para la
evaluación exhaustiva de los efectos peligrosos de los nanomateriales de diseño en el
sistema inmunitario, coordinado por el profesor [11] Dr. Bengt Fadeel del Instituto
Karolinska.

CRF
Jesus Castillo
C.I. 15430564