Toxicidad de Nanopartículas en Biomedicina: Impacto de las Especies Reactivas de Oxígeno

Resumen

Las características fisicoquímicas únicas de las nanopartículas han ganado recientemente atención creciente en un conjunto diverso de aplicaciones, particularmente en el campo biomédico. Sin embargo, persisten preocupaciones sobre los posibles efectos toxicológicos de las nanopartículas, ya que tienen una mayor tendencia a generar cantidades excesivas de especies reactivas de oxígeno (ROS). Debido al fuerte potencial de oxidación, el exceso de ROS inducido por nanopartículas puede resultar en el daño de biomoléculas y estructuras de orgánulos y llevar a carbonilación oxidativa de proteínas, peroxidación lipídica, rotura de DNA/RNA y destrucción de estructura de membrana, lo que causa necrosis, apoptosis o incluso mutagénesis. Esta revisión tiene como objetivo dar un resumen de los mecanismos responsables de la generación de ROS por nanopartículas a nivel celular y proporcionar conocimientos sobre la mecánica de la biotoxicidad mediada por ROS. Resumimos la literatura sobre toxicidad de nanopartículas y sugerimos estrategias para optimizar nanopartículas para aplicaciones biomédicas.

Introducción

Las nanopartículas (NPs) son una clase de partículas sintéticas novedosas con dimensiones < 100 nm. Dependiendo de su forma y tamaño, las características físicas y químicas distintas dan a las NPs diferentes funciones. Las NPs se usan ampliamente en muchos productos de consumo, incluyendo textiles, cosméticos, purificación de agua y envases de alimentos. También se usan en la ingeniería de fotocatalizadores, energía y optoelectrónica.

En particular, las NPs se han convertido en un material favorito en materiales biomédicos y se usan ampliamente en biosensores, administración de siRNA, silenciamiento génico dirigido, administración de fármacos y en materiales médicos de bio-relleno. Otros usos de las NPs siguen descubriéndose. Por ejemplo, Duan et al. mostraron que nanopartículas Fe₃O₄-polietilenglicol-poliamida-amina-metaloproteasa2@clorina e6 (Fe₃O₄-PEG-G5-MMP2@Ce6) inhibieron significativamente el crecimiento de tumores gástricos. En otro caso, nanopartículas pDNA-polietilenoimina CeO (pDNA-PEI-CeO NPs) pudieron inducir más apoptosis de células de fibrosarcoma. Además, nanopartículas de sílice hueca-Fe-polietilenglicol-receptor 2 del factor de crecimiento epidérmico humano (HS-Fe-PEG-HER2 NPs) pudieron unirse selectivamente a células tumorales y se usaron como agentes de imagen para distinguir tejido normal de células cancerosas. Finalmente, las nanopartículas de plata (Ag NPs) sirven como nano-antibióticos, que combaten eficientemente infecciones asociadas a biopelículas bacterianas resistentes.

A pesar del potencial para aplicaciones positivas de NPs en varios campos, un número creciente de estudios han indicado sus efectos adversos en organismos y células tras la exposición a NPs. El potencial tóxico de las NPs depende de su tamaño y forma, que determinan su propensión a inducir la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS). La generación excesiva de ROS puede inducir una variedad de resultados fisiopatológicos, incluyendo genotoxicidad, apoptosis, necrosis, inflamación, fibrosis, metaplasia, hipertrofia y carcinogénesis. La toxicidad de las NPs también se ha mostrado que aumenta la expresión de citoquinas proinflamatorias y activa células inflamatorias, como macrófagos, queさらに aumentan la generación de ROS. El aumento de la generación de ROS tras la exposición a NPs también se ha mostrado que induce la modulación de funciones celulares, con resultados fatales en algunos casos. En esta revisión, discutimos los principales mecanismos subyacentes a los estallidos de ROS inducidos por NPs, analizamos las razones principales de la citotoxicidad de NPs y resumimos los efectos patogénicos potenciales de NPs. Nuestra revisión actual proporciona evidencia abrumadora de que la sobreproducción de ROS es la causa principal de la biotoxicidad de NPs. Por lo tanto, la investigación novedosa debe apuntar a reducir la citotoxicidad de NPs diseñando NPs que induzcan baja producción de ROS.

Aplicación de NPs en el Campo Biomédico

Las NPs se han usado en una variedad de aplicaciones médicas, y varias NPs novedosas exhiben propiedades prometedoras para su uso en nuevos materiales biomédicos. Como se resume en la Tabla 1, Nano-C60 puede usarse como agente anticancerígeno, que inhibe la proliferación de células cancerosas, tanto in vivo como in vitro. NPs de ZnO se han usado como rellenos en implantes ortopédicos y dentales. TiO₂ puede usarse como agente antibacteriano, en purificación de aire y agua, y para prótesis dentales. Davaeifar et al. reportaron que una nanobarra de ficocianina-ZnO pudo proteger la célula disminuyendo la generación endógena de ROS. Pacurari et al. señalaron que los SWCNTs podrían aplicarse como agente de diagnóstico clínico y como materiales de bioingeniería. Más allá de eso, numerosas NPs pueden usarse como agentes antimicrobianos, que matan bacterias induciendo estallidos de ROS (Tabla 1).

Mecanismos de Aumento de ROS Inducido por NPs en Células

Las ROS son partículas químicamente reactivas que contienen oxígeno, incluyendo peróxido de hidrógeno (H₂O₂), radicales anión superóxido reactivos (O₂⁻) y radicales hidroxilo (•OH). Las ROS se generan predominantemente en orgánulos como el retículo endoplásmico (RE), en peroxisomas y, más notablemente, en las mitocondrias. Durante la fosforilación oxidativa, el oxígeno se usa para la síntesis de agua por la adición de electrones a través de la cadena de transporte de electrones mitocondrial (ETC). Algunos de estos electrones son aceptados por oxígeno molecular para formar O₂⁻, que puede transformarさらに H₂O₂ y •OH.

En un contexto fisiológico, las ROS se producen como respuesta natural al metabolismo normal del oxígeno y sirven un papel vital en varias vías de señalización celular. Dröge y Holmstrom et al. reportaron que las ROS podían activar numerosas cascadas de señalización, incluyendo el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGF), las cascadas de proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK), el factor de transcripción proteína activadora-1 (AP-1) y el factor nuclear-κB (NF-κB), y además participaron en el proceso de crecimiento, proliferación y diferenciación de mamíferos. Estudios adicionales mostraron que las ROS también regulan la reparación de heridas, supervivencia tras hipoxia, homeostasis de pH intracelular e inmunidad innata.

No obstante, tras la exposición a NPs, la generación intracelular de ROS puede aumentar drásticamente induciendo estallidos de ROS en células (Tabla 1). Las principales explicaciones mecanísticas para los estallidos de ROS son que los iones metálicos liberados por NPs promueven la sobreexpresión de ROS al deteriorar la respiración mitocondrial.

Los iones metálicos liberados por NPs se han mostrado que se mezclan en ciclos redox y quimiocatálisis mediante la reacción de Fenton [H₂O₂ + Fe²⁺ → Fe³⁺ + HO⁻ + •OH] o reacción tipo Fenton [Ag⁺ H₂O₂ + H⁺ = Ag⁺ + •OH + H₂O]. El ion metálico disociado (p.ej., Ag⁺) también causa desactivación enzimática celular, disrupción de estructura de membrana, proceso de transporte de electrones perturbado, niveles de potencial redox agotados, potenciales de membrana mitocondrial (MMP) reducidos yさらに aumenta la acumulación intracelular de ROS. Las NPs también se han reportado que promueven la acumulación intracelular de ROS al perturbar el proceso de transferencia de electrones, aumentando la relación NADP⁺/NADPH e interfiriendo la función mitocondrial. Las NPsさらに interfieren con la expresión de genes relacionados con estrés oxidativo, como soxS, soxR, oxyR y ahpC; genes antioxidantes, como sod1 y gpx1; y el gen relacionado con producción de NADPH met9. La inestabilidad en la expresión de genes oxidativos y antioxidantes causada por NPs acelera la acumulación intracelular de ROS.

Curiosamente, el aumento de producción de ROS se ha asociado fuertemente con tamaños y formas particulares de NPs. Por ejemplo, NPs de TiO₂ contribuyeron a la generación intracelular de ROS, que llevó a daño de ácidos nucleicos y proteínas. Liao et al. encontraron que NPs de TiO₂ de 10 nm tenían mayor genotoxicidad que otros tamaños probados y por tanto podían inducir más generación de ROS. En otro caso, NPs de Se promovieron la producción de ROS en células, y el rendimiento de ROS intracelular se asoció altamente con el diámetro de NPs de Se. En este caso, un diámetro de 81 nm indujo más producción de ROS que otros tamaños probados. Cho et al. mostraronさらに que la forma de NPs afectó fuertemente su capacidad para inducir producción de ROS. Nanopartículas metálicas que imitan flor diurna (D-NP) llevan a una producción significativamente mayor de ROS que nanopartículas metálicas que imitan flor nocturna (N-NP), resultando en un efecto de eliminación celular mejorado (Fig. 1).

Producción de ROS inducida por NPs en solución circundante y células. Los electrones generados desde NPs podrían entrar en células y perturbar las funciones de la cadena respiratoria, luego aumentar la producción intracelular de ROS. Los electrones también podrían reaccionar con O₂ directamente y aumentar la generación de ROS extracelulares.

Las NPs pueden inducir estallidos de ROS intracelulares a concentraciones muy bajas (mostrado en Tabla 1), por ejemplo, Nano-C60 a 1 μg/mL puede aumentar significativamente la apoptosis celular induciendo estrés oxidativo. Notablemente, la mayoría de NPs tienen un efecto dependiente de la dosis, como se ha reportado para NPs de VO₂ y NPs de CuO.

Consecuencias Catastróficas de NPs en Células por Aumento de Producción de ROS

Las NPs que entran en la célula a menudo tienen efectos adversos en ella. La explicación más respaldada para la citotoxicidad de NPs es que el estrés oxidativo es inducido por un estallido de ROS. Los estallidos de ROS causados por NPs han resultado en la modificación oxidativa de biomacromoléculas, en el daño de estructuras celulares, en el desarrollo de resistencia a fármacos, en mutación génica y en carcinogénesis. Además, los estallidos de ROS han alterado las funciones fisiológicas normales de las células, como en el caso de desencadenar inflamación, que finalmente bloquea funciones celulares y daña el organismo. Generalmente, las NPs se adsorben primero en la superficie celular, y luego pasan a través de la membrana hacia la célula, donde inducen generación de ROS. Debido a su fuerte potencial oxidativo, las ROS son altamente estresantes para la célula y atacan casi todos los tipos de biomoléculas en la célula, incluyendo carbohidratos, ácidos nucleicos, ácidos grasos insaturados, proteínas y aminoácidos, y vitaminas (Fig. 2).

El papel crucial de ROS en la citotoxicidad inducida por NPs. Los posibles eventos celulares que ocurren después de que NPs interactúan con sistemas intracelulares.

ROS Resulta en Peroxidación Lipídica y Daño de Estructura de Membrana

Los lípidos, especialmente los ácidos grasos insaturados, son macromoléculas intracelulares importantes, que juegan papeles clave en la estructura y funcionamiento de la membrana celular. Las NPs son fuertemente atraídas a la membrana celular, donde pueden generar ROS y llevar a peroxidación lipídica de la membrana externa. El contenido alterado de ácidos grasos de la membrana celular puede resultar en mayor permeabilidad celular, lo que resulta en el transporte descontrolado de NPs desde el entorno extracelular al citoplasma, donde el daño celular puede progresarさらに.

Las NPs intracelulares inducen la siguiente ronda de estallidos de ROS. ROS sobrecargados llevan a la ruptura de membranas de orgánulos, la fuga de contenidos de orgánulos, la inactivación de receptores celulares, la liberación de lactato deshidrogenasa (LDH) yさらに daño celular irreversible.

ROS Ataca Proteínas y Resulta en Inactivación Funcional

Las ROS atacan los residuos hidrofóbicos de aminoácidos, contribuyendo a la ruptura de enlaces peptídicos e interfiriendo con la función de estas proteínas. La carbonilación es otra característica de proteínas sometidas a daño oxidativo. Las proteínas carboniladas forman agregados que son químicamente irreversibles y no pueden degradarse vía proteasomas, llevando a la pérdida permanente de función en estas proteínas. Gurunathan et al. mostraron que NPs de Pt podían aumentar la generación de ROS e incrementar los niveles de proteínas carboniladas, que inhibieron la proliferación de osteosarcoma y contribuyeron a apoptosis. En un caso, nanopartículas derivadas de combustión y fricción (CFDNPs) se habían acumulado en el cerebro de adultos jóvenes con enfermedad de Alzheimer, lo que probablemente promovió la generación de ROS, resultando en plegamiento incorrecto, agregación y fibrilación de proteínas. Además, Pelgrift et al. mostraron que NPs de Mg pueden inhibir la transcripción génica o dañar proteínas directamente.

Mutación Génica Inducida por ROS

Los ácidos nucleicos, incluyendo DNA y RNA, son esenciales para la función, crecimiento y desarrollo celular, y sus nucleótidos componentes son blancos vulnerables de ROS. Debido a su bajo potencial redox, las ROS pueden reaccionar directamente con nucleobases y modificarlas. Por ejemplo, las ROS podrían oxidar guanina a 8-oxo-7,8-dihidroguanina (8-oxoG) y adenina a 1,2-dihidro-2-oxo adenina (2-oxoA). Estas modificaciones de bases llevan a daño de DNA. Debido a su potencial genotóxico y su capacidad para inducir formación de ROS, las NPs inducen significativamente roturas de cadena simple y doble de DNA, daño cromosómico y eventos genicos aneuploides.

El aumento de producción de ROS es la causa principal de errores de codificación génica, aneuploidía, poliploidía y activación de mutagénesis en células expuestas a NPs. Entre los grupos de nucleótidos, la guanina es la más vulnerable y se oxida fácilmente a 8-oxoG por ROS. El nivel aumentado de 8-oxo-dG en DNA resulta en desajuste de bases de DNA. Similarmente, la incorporación de A:8-oxoG causa una tasa aumentada de mutaciones transversales deletéreas G:C > T:A. La relación de transversión G:C > T:A a transición G:C > A:T también se ha usado como índice para cuantificar el daño oxidativo de DNA.

La generación de ROS inducida por NPs resultó en la acumulación de daño de DNA, que impulsa el desarrollo de mutagenicidad, oncogénesis, resistencia multidroga, envejecimiento y escape inmune. Jin et al. mostraron que la sobreproducción de ROS aumentó dramáticamente la mutagénesis de genes reguladores transcripcionales de unión a DNA, lo que resultó en un eflujo de antibióticos acelerado, lo que a su vez promueve la resistencia multi-antibiótica de bacterias. Giannoni et al. reportaron que mutaciones de DNA mitocondrial ocurrieron con aumento de ROS intracelular yさらに dañaron la actividad del complejo I de ETC y resultaron en disfunción mitocondrial.

El daño de DNA inducido por NPs se ha mostrado que inhibe la síntesis de aminoácidos, replicación y causa la acumulación aberrante de p53 y proteínas Rab51. El daño de DNA también puede retrasar o detener completamente la célula. Las células con DNA dañado pierden la capacidad de crecimiento y proliferación y pueden resultar eventualmente en muerte celular (Fig. 3).

Eventos celulares inducidos por NPs. ① NPs contribuyen a la destrucción de la membrana celular y a la peroxidación lipídica. ② La membrana lisosomal es destruida por NPs y resulta en la liberación de sus contenidos. ③ La membrana mitocondrial es dañada por NPs, llevando a liberación de contenidos. NPs reducen la generación de ATP y aumentan la producción de ROS. ④ Las ROS inducidas por NPs resultan en mistraducción de RNA. ⑤ NPs impiden la unión de tRNA al ribosoma. ⑥ Las ROS inducidas por NPs resultan en polimerización de proteínas y DNA. ⑦ Las ROS inducidas por NPs llevan a mutaciones de DNA. ⑧ La membrana nuclear es destruida por NPs, resultando en la liberación de sus contenidos.

Aumento de Producción de ROS Induce Daño Celular y Ocurrencia de Enfermedades

La citotoxicidad de NPs se asocia con estrés oxidativo, producción endógena de ROS y agotamiento de reservas antioxidantes intracelulares. El aumento de estrés oxidativo lleva a daño oxidativo de biomacromoléculas, queさらに afecta el funcionamiento normal de la célula y contribuye a la ocurrencia y desarrollo de diversas enfermedades.

Las NPs inducen daño de membrana y mejoran el transporte de NPs al citoplasma. Las NPs se concentran en lisosomas, mitocondrias y núcleo, lo que resulta en consecuencias catastróficas para la célula. Se ha reportado que las NPs pueden reducir la generación de trifosfato de adenosina (ATP), agotar glutatión, inducir mistraducción de proteínas, romper lisosomas e inhibir la subunidad ribosómica de unir RNA de transferencia (tRNA). Estos eventos celulares indican un colapso del proceso biológico fundamental en la célula y llevan a una disminución significativa en la viabilidad celular. Singh y Scherz-Shouval et al. reportaron que las NPs podían perturbar funciones del citoesqueleto induciendo generación de ROS y activar el proceso de autofagia y apoptosis en células.

Las NPs entran al cuerpo vía diferentes rutas, por ejemplo a través de la piel, pulmones o tracto intestinal (Fig. 4a) y pueden tener una amplia variedad de efectos toxicológicos e inducir respuestas biológicas como inflamación y respuestas inmunes. En un caso, la exposición de células a NPs de sílice causó que macrófagos secretaran grandes cantidades de interleucina-1β (IL-1β), que finalmente resultó en muerte celular. Gao y colegas reportaron que la inflamación pulmonar fue considerablemente mayor en ratones tras exposición a nanotubos de carbono, que podían activar macrófagos alveolares e inducir una fuerte respuesta inflamatoria. En otro estudio, cobayas expuestas a NPs de ZnO sufrieron daño pulmonar, que lleva a una disminución en la capacidad pulmonar total y capacidad vital.

Entrada y daño de NPs en órganos. a Las NPs podrían entrar en los organismos a través de cavidad oral, cavidad nasal, tracto respiratorio, riñones y tracto intestinal; b Las NPs podrían propagarse por circulación sistémica y acumularse en riñones, hígado, corazón, cerebro, tracto intestinal y pulmones, llevando a disfunción orgánica (Esta figura fue creada en BioRender.com).

NPs de ZnO también indujeron lesiones severas en la barrera epitelial alveolar y causaron inflamación en pulmones humanos. En otro caso, NPs absorbidos en los intestinos causaron inflamación y degradación de la mucosa intestinal. Shubayev et al. notaron que NPs de Mg mejoraron la migración de macrófagos al sistema nervioso degradando las barreras hematoencefálica y hemato-nervio de manera dependiente de MMP. Además, ratones que inhalaron nanotubos de carbono exhibieron inmunosupresión y respuesta de anticuerpos reprimida en células esplénicas nativas. Finalmente, NPs de Cd causaron una disminución severa en la viabilidad de monocitos sanguíneos, resultando finalmente en inmunodeficiencia.

Además de las patologías anteriores, el nivel altamente variable de ROS se ha identificado como la causa principal del desarrollo de numerosas enfermedades humanas. Tretyakova y Liou et al. mostraron que DNA oxidado tiende a formar conjugados DNA-proteína, que se acumulan en el corazón y cerebro y contribuyen a la ocurrencia de cáncer, enfermedades relacionadas con el envejecimiento e inflamación crónica. Andersen concluyó que la diabetes, así como enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas, estaban altamente relacionadas con el desequilibrio de ROS. Además, Pérez-Rosés et al. mostraron que el aumento de ROS promovió el desarrollo de enfermedades de Alzheimer y Parkinson.

Se ha reportadoさらに que las NPs promueven la apoptosis de células de cáncer de mama y destruyen tejidos malignos y patógenos promoviendo la generación de ROS. Sin embargo, las ROS también se han encontrado que inducen la proliferación de células tanto normales como cancerosas, estimulando mutaciones e iniciando carcinogénesis en células normales y resistencia multidroga en células cancerosas. Handy et al. encontraron que peces expuestos a nanotubos de carbono exhibieron granulomas en sus pulmones y tumores en sus hígados con tiempos de exposición extendidos. Algunas NPs han causado fallo multiorgánico, afectando principalmente corazón, pulmón, riñones e hígado. NPs de TiO₂ se han mostrado que promueven peso corporal reducido, lesiones en bazo, coagulación sanguínea en sistema respiratorio, necrosis y fibrosis en células hepáticas, y engrosamiento septal alveolar. En un estudio, las NPs también previenen la diferenciación de células madre, que agrava el daño orgánico. Investigaciones adicionales también han reportado que las NPs disminuyen la calidad del esperma y que la exposición de esperma a NPs de carbono influyó en su capacidad para fertilizar óvulos e impidió el desarrollo de embriones en erizos de mar púrpura. La evidencia creciente muestra los efectos toxicológicos de NPs en microorganismos, algas, nematodos, plantas, animales y humanos específicamente (Fig. 4b).

Nuevo Tipo de NPs con Menor o Nula Citotoxicidad

Las NPs poseen una gama de propiedades biomédicas que las hacen valiosas (p.ej., como agentes antibacterianos y anticancerígenos). Su principal modo de acción es su capacidad para aumentar la producción de ROS en células; sin embargo, esta propiedad también hace que estas partículas sean tóxicas, causando mutación génica, apoptosis e incluso carcinogénesis. Consecuentemente, hay una necesidad urgente de desarrollar nuevas NPs que retengan sus propiedades requeridas sin llevar a producción excesiva de ROS. Estudios recientes han reportado tipos novedosos de NPs que podrían eliminar ROS intracelulares. Estos tipos caen en dos clases: (1) NPs que pueden eliminar ROS y (2) NPs que están recubiertas con materiales adicionales para disminuir su citotoxicidad.

Panikkanvalappil y colegas mostraron que NPs de Pt inhiben la rotura de doble cadena de DNA degradando ROS. En otro caso, NPs de Mn₃O₄ modularon el redox celular resultando en la protección de biomacromoléculas contra estrés oxidativo. Además, la NP de CeO₂ es un agente novedoso que protege células y tejidos contra daño oxidativo con su capacidad de eliminación de radicales libres.

H₂O₂ es el principal subproducto de interacciones NP-célula. H₂O₂ destruye biomoléculas importantes incluyendo proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. Sin embargo, cuando las células fueron tratadas con NPs magnéticas especializadas recubiertas con ácido mercaptopropiónico (MPA-NPs) o sílice aminada (SiO₂-MNPs), tal daño no se observó. Similarmente, GO recubierto con polivinilpirrolidona (PVP) tiene menos efectos tóxicos en células dendríticas (DCs), linfocitos T y macrófagos que sin este recubrimiento. PVP-GO se ha mostrado que reduce la apoptosis de linfocitos T e incluso aumenta la actividad de macrófagos. AuNRs recubiertos de Pt (PtAuNRs) retienen la eficacia de nanobarras de oro tradicionales (AuNR) y pueden desencadenar muerte celular de células deseadas mientras eliminan ROS, protegiendo así células sanas no tratadas de la muerte indirecta inducida por producción de ROS.

Conclusiones y Perspectivas

Las NPs que poseen propiedades fisicoquímicas únicas (p.ej., tamaño ultra-pequeño, gran relación área superficial-masa y alta reactividad) las hacen altamente deseables en diferentes aplicaciones. Las NPs diseñadas para propósitos comerciales han aumentado rápidamente. Por esa razón, la bioseguridad de NPs ha ganado más atención en el público. En esta revisión, resumimos los mecanismos responsables de la formación de ROS por NPs a nivel celular, así como avances recientes de toxicidad de NPs relacionada con ROS en el campo biomédico y destacamos el campo emergente de NPs amigables con células. La generación de ROS inducida por NPs se asocia con su tamaño, morfología, área superficial y componente. Además, las ROS tienen funciones biológicas multifuncionales en biología celular y biomedicina, así como mediador clave de señalización celular, incluyendo apoptosis, viabilidad y diferenciación celular.

Sin embargo, para mejorar la bioseguridad de NPs y acelerar su uso en el campo biomédico, algunos cuellos de botella necesitan superarse y mucho trabajo aún se requiere. Primero, se espera que métodos de alto rendimiento (HTMs) se diseñen para detectar eficientemente la biotoxicidad de NPs in vitro e in vivo. Los HTMs podrían ahorrar tiempo y recursos, combinar múltiples parámetros en un solo sistema y minimizar errores metodológicos o sistemáticos. También ofrecerían una comprensión profunda de la relación entre propiedades de NPs y respuestas celulares, lo que podría ayudarnos a identificar la condición óptima.

Segundo, los mecanismos moleculares y celulares relacionados con la biotoxicidad de ROS inducida por NPs aún no están claros. Hay una demanda de explorarさらに los mecanismos asociados con la formación de ROS por NPs, lo que proporcionaría más información para modificar las características físico-químicas de NPs para controlar la generación de ROS. Esto podría ayudar a los investigadores a desarrollar estrategias novedosas para reducir los riesgos de NPs diseñadas para acelerar su traducción clínica y comercial en el campo biomédico.

Finalmente, debido a sus características estructurales, las NPs pueden entrar al cuerpo libremente vía múltiples rutas, y la acumulación de NPs en el cuerpo puede inducir inflamación y respuestas inmunes, que resultan en lesión o muerte celular, disfunción orgánica y finalmente estimulan la ocurrencia de numerosas enfermedades, como Alzheimer, Parkinson, inflamación hepática y disembrioplasia. Estos problemas se han vuelto más apremiantes con el uso generalizado de NPs.