El estudio abordó una problemática latente en el medioambiente: la presencia de contaminantes emergentes que aún no son considerados en las normativas vigentes. En este contexto, los investigadores advierten que la actualización de la legislación ambiental es esencial para mitigar sus impactos.
El trabajo, titulado “Respuestas toxicológicas de los genes fotosintéticos en Chlorella vulgaris expuesta a concentraciones ambientalmente relevantes de nanopartículas de dióxido de titanio”, fue liderado por Gester Gutiérrez y publicado en la revista científica International Journal of Molecular Sciences.
El rápido avance tecnológico ha superado el alcance de las regulaciones ambientales actuales, que todavía no contemplan muchos de los contaminantes emergentes derivados de la nanotecnología. Este campo surge con el objetivo de mejorar la eficiencia y calidad de los procesos y productos, incluso bajo la promesa de aportar a una mejor calidad ambiental. Sin embargo, en la síntesis de nanomateriales rara vez se considera su disposición final, y al término de su vida útil pueden transformarse en nanocontaminantes.
Aunque existen métodos normados para la evaluación del riesgo ecológico mediante bioensayos tradicionales, estos no logran detectar toxicidad de manera predictiva frente a concentraciones ambientales de esta nueva generación de contaminantes. “Es aquí donde surgió la idea de que, al igual que la detección de COVID a través de análisis moleculares, es posible identificar genes esenciales como biomarcadores en especies modelo y observar cómo se alteran frente a estos contaminantes”, explicó la investigadora.
El estudio se centró en la microalga Chlorella vulgaris, una especie clave dentro de los productores primarios de los ecosistemas de agua dulce. Se analizaron seis genes fundamentales del aparato fotosintético, responsables de mantener activa la cadena de electrones que convierte la luz en energía, proceso esencial para la vida en el planeta.
Esta microalga es ampliamente utilizada en laboratorios de bioensayos a nivel mundial debido a su capacidad de adaptación a diferentes ambientes. Sin embargo, también puede evidenciar efectos tóxicos al exponerse a contaminantes emergentes como las nanopartículas. “Debido a su diminuto tamaño, estas partículas pueden ingresar directamente a la célula o acumularse en su superficie, afectando funciones vitales. Estudiar estas interacciones nos permite comprender cómo los contaminantes presentes en el ambiente impactan a los organismos que sostienen la base de los ecosistemas acuáticos”, agregó la investigadora.
Detalles sobre los contaminantes
El análisis se enfocó en las nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂), un compuesto ampliamente utilizado en productos farmacéuticos, cosméticos y alimenticios. Estas nanopartículas se aplican como recubrimiento en medicamentos, bloqueadores solares, cremas, maquillaje y pastas dentales, además de emplearse como colorante blanco en la industria alimentaria. “Las nanopartículas de TiO₂ tienen la propiedad de reflejar la luz y otorgar un tono más blanquecino, por lo que su uso es muy común, aunque no siempre aparecen bajo su nombre químico completo”, detalló Gutiérrez.
Resultados del estudio
De los seis genes analizados, tres —psaA, psaD y rbcL— mostraron una respuesta significativa frente a la exposición a nanopartículas. Estos genes participan en procesos esenciales como la conversión de luz en energía y la fijación de dióxido de carbono. Cuando su expresión se altera, la microalga ve comprometida su capacidad de producir energía y crecer, lo que podría provocar un colapso poblacional.
Este efecto no fue detectado mediante los bioensayos tradicionales, donde el conteo celular incluso mostró un aumento de células, lo que podría interpretarse erróneamente como un indicador de bienestar. “En realidad, ese aumento refleja un estado de estrés y lucha por supervivencia de la especie”, aclaró la investigadora.
A concentraciones bajas, las nanopartículas podrían ingresar a las células y facilitar una transferencia trófica, fenómeno similar al observado con los microplásticos. Sin embargo, en el caso de las nanopartículas la situación es más preocupante, ya que han sido diseñadas para ser reactivas a esta escala, lo que las mantiene activas e interactuando con moléculas esenciales de los organismos, como el ADN.
Hacia una regulación ambiental moderna
La investigación destaca la urgencia de modernizar las normativas ambientales, especialmente aquellas destinadas a proteger la calidad del agua. “Necesitamos con urgencia regulaciones actualizadas y tecnologías que permitan una vigilancia preventiva más que reactiva, considerando que los análisis actuales pueden demorar hasta un mes tras un evento de contaminación, lo que resulta ineficiente”, señaló Gutiérrez.
Para avanzar en esta dirección, la investigadora enfatiza la necesidad de una mirada transdisciplinaria y de fortalecer la colaboración entre instituciones, comunidades, industrias y el ámbito científico.
El trabajo liderado por Gester Gutiérrez aporta evidencia científica sobre los riesgos emergentes asociados a los nanocontaminantes, y plantea un llamado urgente a revisar y modernizar las políticas ambientales en Chile.
Revisa el artículo completo aquí: https://www.mdpi.com/1422-0067/26/21/10271
