Juego de herramientas para evaluar nanopartículas

Un consorcio financiado por la UE se halla desarrollando, dentro del ámbito del proyecto «Modelling properties, interactions, toxicity and environmental behaviour of engineered nanoparticles» (NANOPUZZLES), modelos y herramientas computacionales para afrontar dichos desafíos. La potencia computacional puede superar a los ensayos experimentales en términos de productividad y exactitud. También elimina, o por lo menos reduce al mínimo, la necesidad de realizar ensayos con animales.

Con NANOPUZZLES se están modelizando las relaciones entre la estructura, las propiedades, las interacciones moleculares y la toxicidad de una selección de clases de NP sometidas a procesos de ingeniería. Los científicos implicados han elegido NP de óxidos metálicos y NP basadas en carbono debido tanto a su amplia aplicación como a su disponibilidad en el mercado.

Mediante NanoDATA se están clasificando NP de ingeniería a partir de los datos físico-químicos y de toxicidad existentes. El enfoque de NANOPUZZLES se basa en la especificación de ISA-TAB-Nano establecida para compartir datos de investigación sobre nanomateriales en formato de hoja de cálculo. Se han transferido datos de doscientos artículos a ficheros de ISA-TAB-Nano. También se han desarrollado métodos novedosos para puntuar la calidad de los datos.

Mediante NanoDESC se está desarrollando un marco que permita caracterizar de manera óptima la estructura de nanopartículas de ingeniería utilizando los descriptores adecuados y categorizándolas según sus similitudes estructurales. Se han definido muchos grupos nuevos de descriptores, que se han identificado como bloques constructivos de modelos predictivos.

Mediante NanoINTER se están desarrollando modelos para predecir y explicar las interacciones de las NP de ingeniería con sistemas biológicos y moléculas pequeñas. Esta labor comprende el estudio de interacciones con disolventes y con el entorno, así como el efecto de la medición o la modelización sobre los resultados (efectos mecánicos cuánticos). El equipo dispone de un protocolo computacional con reglas para la computación de las interacciones (energías de interacción).

Por último, mediante NanoQSAR se están desarrollando relaciones cuantitativas entre estructura química y objetivos toxicológicos, lo cual ampliará la comprensión de la toxicidad y del comportamiento de nanopartículas emergentes a partir de una definición de relaciones entre propiedades experimentales (basadas en datos disponibles y validados) y computacionales. Esta parte del rompecabezas unifica todos los demás hallazgos del proyecto. El equipo ha desarrollado modelos nano-QSAR preliminares para ciertas condiciones seleccionadas.

Los resultados del proyecto NANOPUZZLES facilitarán la caracterización completa de una NP y su actividad en el entorno sin requerir ensayos generalizados con animales. Por lo tanto, esas herramientas resultarán beneficiosas para los diseñadores de materiales, las agencias reguladoras y los consumidores.