CC BY 2.0 / liz west / radiation scanner

La radiación afecta al ADN, causando mutaciones, lleva a la formación de especies de oxígeno reactivo (EOR) causando estrés oxidativo y el síndrome de radiación aguda, que termina con la muerte celular.

Cuando el cuerpo humano se expone a altos niveles de radiación, se genera una cantidad masiva de EOR debido a la descomposición de las moléculas de agua. El equipo de investigación de Corea del Sur se fijó en las nanopartículas de óxido de cerio (CeO2) y óxido de manganeso (Mn3O4) por sus excepcionales capacidades de búsqueda de EOR.

El problema es que estas composiciones son de materiales raros y difíciles de obtener y además pueden eliminar las EOR solo en altas dosis. El reto de los científicos era cómo aplicar estos nanomateriales antioxidantes de forma segura y económica.

Los investigadores lograron cultivar nanocristales de óxido de manganeso sobre nanocristales de óxido de cerio, de esta manera lograron potenciar la actividad catalítica de los nanocristales de CeO2/Mn3O4 en su capacidad de evitar los efectos secundarios de la radiación mortal.

“Estos nuevos nanocristales heteroestructurados de CeO2/Mn3O4 son cinco veces más fuertes que cuando el CeO2 o el Mn3O4 hacen el trabajo por sí solos”, señaló Hyeon Taeghwan, director del Centro de Investigación de Nanopartículas del Instituto de Ciencias Básicas.

Los iones de manganeso se depositaron en la superficie de los nanocristales de óxido de cerio, donde formaron una capa de óxido de manganeso estirada y aumentando el número de huecos para la penetración de EOR. Esto permitió que el compuesto reaccione más activamente con los radicales libres de oxígeno, neutralizándolos, explicaron el método de funcionamiento.”El efecto sinérgico de la tensión generada en el Mn3O4 y el aumento de las vacantes de oxígeno en la superficie del CeO2 mejoraron la afinidad de conexión superficial del EOR, potenciando la actividad catalítica de los nanocristales”, detalló Han Sang Ihn, el primer autor del estudio.

El equipo de investigación comprobó la seguridad, así como la eficacia de estos nuevos nanocristales antioxidantes.

En un estudio con ratones, los nanocristales de CeO2/Mn3O4 aumentaron significativamente la tasa de supervivencia de los animales hasta el 67% con solo una dosis muy pequeña y disminuyeron el estrés oxidativo de los órganos internos, la circulación y las células de la médula ósea, sin ningún signo significativo de toxicidad.

“Para garantizar una aplicación segura y amplia de un radioprotector en la clínica, la clave es mantener una alta eficacia catalítica en dosis bajas. Estos nanocristales de CeO2/Mn3O4 demuestran sus poderosos efectos antioxidantes para proteger todo nuestro cuerpo de manera efectiva solo en pequeñas dosis”, aseguró Park Kyungpyo, profesor del Departamento de Odontología de la Universidad Nacional de Seúl.

El estudio se publicó en la revista Advanced Materials.

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