La científica mexicana experta en impacto de la contaminación del aire en niños, Lilian Calderón Garcidueñas, investigadora de la Universidad del Valle de México (UVM) y la Universidad de Montana, recibió con su grupo de investigación el reconocimiento Editor´s Choice article por la revista científica Toxics, líder en su campo a nivel mundial.

La distinción se les otorgó por la relevancia del artículo científico titulado: “Environmentally Toxic Solid Nanoparticles in Noradrenergic and Dopaminergic Nuclei and Cerebellum of Metropolitan Mexico City Children and Young Adults with Neural Quadruple Misfolded Protein Pathologies and High Exposures to Nano Particulate Matter”. El trabajo documenta daños al cerebro de niños y jóvenes adultos por nanopartículas tóxicas presentes en el aire de la Ciudad de México.

Los artículos Editor's Choice se basan en las recomendaciones de los editores científicos de las revistas MDPI, revisadas por pares de todo el mundo. Los editores seleccionan un pequeño número de artículos publicados recientemente en la revista que consideran especialmente interesantes para los autores o importantes en este campo. El objetivo es ofrecer una muestra instantánea de algunos de los trabajos más destacados publicados en las distintas áreas de investigación.

El trabajo dirigido por Lilián Calderón explica que las exposiciones a nanopartículas sólidas de metal a edades tempranas representan un alto riesgo para el cerebro, para el desarrollo que podrían tener como resultado enfermedades neurológicas severas. Por lo tanto, las fuentes de emisiones de nanopartículas deben ser claramente reconocidas, reguladas y monitoreadas ya que las generaciones futuras en la Ciudad de México están en juego.

El artículo reconocido fue incluido en la edición especial llamada Inducing-Toxicity in the Neurological System by Environmental Pollutants, debido a la importancia de los hallazgos sobre los efectos que la contaminación provoca en los jóvenes que viven en ciudades como la Ciudad de México.

NANOPARTÍCULAS DAÑINAS

En el aire están presentes muchas partículas que el ojo humano no distingue. Desde hace años se estudian las que miden micras, es decir milésimas de milímetro, pero la doctora Calderón Garcidueñas ha enfocado su atención, desde hace muchos años, en las partículas que miden nanómetros, es decir millonésimas de milímetro.

El artículo que presentó este equipo se concentró en estudiar las nanopartículas ambientales que llegan a los núcleos noradrenérgicos, donde se encuentras las neuronas que segregan noradrenalina; así como a los núcleos dopaminérgicos, donde están las células nerviosas del cerebro que producen dopamina y participan en procesos biológicos como el movimiento, la motivación, sueño, y la producción del placer. También se investigaron nanopartículas que llegan al cerebelo y sus alteraciones ultraestructurales asociadas.

Los datos colectados revelaron la presencia de nanopartículas en regiones del sistema nervioso central como el locus coeruleus, la substantia nigrae y el cerebelo. Para lograr ese hallazgo se usaron equipos de microscopía electrónica de transmisión y espectrometría de rayos X de energía dispersiva. Con esa tecnología se estudiaron 197 muestras de tejido de 179 menores de edad que residieron en la Ciudad de México, siete adultos mayores de 63 años.

Además, se identificaron nanopartículas esféricas y aciculares de Hierro (Fe), titanio (Ti), Mercurio (Hg), Tungsteno (W), Aluminio (Al) y Zinc (Zn) en las mitocondrias neuronales y vasculares de la SN, la LC y el cerebelo, en el retículo endoplásmico, en el aparato de Golgi, en la neuromelanina, en la heterocromatina y en los complejos de poros nucleares (CPN), junto con daños neurovasculares tempranos y progresivos y eritrofagocitosis endotelial cerebelosa.

La investigación indica que las nanopartículas podrían servir de denominador común para las proteínas mal plegadas y podrían desempeñar un papel en la alteración y obstrucción de los complejos de poro nuclear (CNP). Indica que la correlación de nanopartículas/monóxido de carbono es potencialmente útil para evaluar el riesgo de neurodegeneración temprana en los residentes de las ciudades con altos índices de contaminación ambiental.

En el artículo la investigadora Lilian Calderón señala que la exposición a las nanopartículas en los primeros años de vida supone un alto riesgo para los cerebros en desarrollo con resultados negativos para la cognición, el aprendizaje, las conductas y el desempeño de los niños, adolescentes y adultos jóvenes.

La investigación apoya la idea de que la exposición a nanopartículas debería incluirse en cualquier evaluación del perfil de riesgo neurodegenerativo de los individuos expuestos, ya que independientemente del portal de entrada, la exposición crónica a nanopartículas altamente toxicas induce estrés oxidativo y neuroinflamación.

El control de las fuentes de emisiones de partículas finas menores a 2.5 micras y a las nanopartículas debe de ser un meta urgente para la protección de millones de habitantes que residimos en el área metropolitana de la CDMX. Nadie está exento de los efectos negativos de los contaminantes, independiente de la edad, el sexo o el estado socioeconómico y como se ha publicado por numerosos investigadores, el control de los vehículos pesados (diesel) debe de estar incluido en la lista de emisores contaminantes graves.

La presencia de nanopartículas conteniendo metales neurotóxicos en áreas de suma importancia en el cerebro de los capitalinos, es una muestra más del daño severo que están sufriendo los residentes de la Zona Metropolitana de la CDMX con las exposiciones sostenidas de PM2.5 a niveles muy por encima de los estándares de la EPA en los USA y ciertamente de la OMS. El daño cerebral es severo y muy probablemente es irreversible con consecuencias graves a corto y a largo plazo, es la conclusión del equipo multidisciplinario participando en este trabajo.

DAÑOS CARDIACOS

En 2019 la neuropatóloga Lilian Calderón Garcidueñas, junto con un grupo multinacional de científicos de Estados Unidos, México e India señaló la presencia de nanopartículas ricas en hierro en células cardiacas humanas.

La presencia de esas partículas está vinculada a la exposición de contaminantes y puede acelerar el proceso de isquemia, producir vasoconstrucción y daño severo isquémico del miocardio, es decir, infarto al miocardio. Esto enfatiza la necesidad de priorizar el control de la contaminación del aire por partículas.

La investigación titulada “Nanopartículas magnéticas de contaminación atmosférica derivadas de la combustión —y la fricción— en corazones humanos”, fue publicada en la revista científica Journal research.

En este esfuerzo participó un equipo multidisciplinario de la Universidad de Montana, Instituto Nacional de Pediatría, Instituto de Estadística de la India, Hospital HMG de México, Universidad Nacional Autónoma de México, Universidad de Virginia, Universidad de Oxford, y el Centro de magnetismo ambiental y paleomagnetismo, Lancaster Environment Center, Universidad de Lancaster.

En la investigación analizaron 72 corazones humanos provenientes de autopsias a personas fallecidas de entre 9 y 24 años; 63 de ellos eran de residentes de la zona metropolitana de la Ciudad de México y 9 controles de quienes vivieron en áreas con menos contaminación.

NANOPARTÍCULAS, PELIGRO INVISIBLE

Por su tamaño nanométrico, es decir de millonésimas de milímetro, las nanopartículas magnéticas se introducen a través de la inhalación por el tracto respiratorio y son transportadas por el torrente sanguíneo, por lo que pueden llegar a cualquier órgano, incluso fetos en útero son alcanzados y afectados, provocando cambios genéticos. Estas partículas finas contienen diferentes materiales orgánicos e inorgánicos, incluyendo endotoxinas y metales que producen un estrés oxidativo importante y alteran . Una preocupación adicional es la co-asociación entre concentraciones de magnetita e hidrocarburos poliaromáticos.