PREPARAZIONE, CARATTERIZZAZIONE E POTENZIALE TOSSICITÀ DI NANOFIBRE DI AMIANTO CRISOTILO

I nanomateriali altamente fibrosi (HARNs) hanno recentemente attirato l'attenzione della nanotossicologia, a causa della forte somiglianza con le fibre di amianto. Tuttavia, il rischio effettivo associato all'esposizione a fibre di amianto di dimensioni nanometriche è ancora sconosciuto. In questo studio, si sono adattate alcune procedure che sfruttano gli ultrasuoni per la separazione selettiva di fibre di crisotilo. A partire da due campioni naturali di crisotilo, si è stati in grado di ottenere un set di nanofibre a dimensioni differenti, paragonabili a quelle di origine naturale. L'analisi dimensionale ha evidenziato che le fibre prodotte risultano essere omogenee nelle dimensioni e possiedono un elevato aspect ratio (rapporto lunghezza/diametro > 3 per il 100% delle fibre). Il lavoro sperimentale è proseguito utilizzando il set di nanofibre a lunghezza decrescente ottenuto dal crisotilo a maggior purezza, con la valutazione di importanti parametri di potenziale tossicità: la reattività chimica della superficie, la risposta di cellule polmonari umane e la durabilità in fluidi biologici simulati. I dati relativi al rilascio di radicali mostrano che la reattività delle nanofibre varia in relazione alle modifiche della chimica di superficie, operate dai tre diversi metodi di sonicazione, con una reattività più marcata per la fibra a lunghezza maggiore e progressivamente decrescente per le due fibre più corte. La reattività delle tre nanofibre di crisotilo è stata inoltre indagata dopo un'incubazione di 30 giorni in fluidi biologici simulati, ricreando in laboratorio condizioni simili a quelle incontrate dalle fibre nell'ambiente o nel polmone umano. La solubilizzazione delle tre nanofibre è trascurabile. Tuttavia, le alterazioni indotte alla superficie sono sufficienti a diminuire la reattività delle due fibre a lunghezza maggiore. Il set di nanofibre di crisotilo a dimensioni differenti è stato utilizzato per uno studio comparativo di risposta cellulare, utilizzando colture di cellule polmonari umane (A549). Il danno alla membrana cellulare (marker di citotossicità) e lo stress ossidativo (valutato tramite la misura della quantità di specie reattive dell'ossigeno, ROS), indotti in seguito al contatto con le fibre, hanno evidenziato la soppressione della risposta cellulare già al passaggio dal campione a lunghezza maggiore a quello a lunghezza immediatamente inferiore. Si è invece osservato che l'infiammazione cellulare (valutata tramite la misura del marker di risposta infiammatoria, NO) viene progressivamente ridotta al diminuire della lunghezza delle fibre. In conclusione, si è cercata l'esistenza di una relazione tra i parametri chimico-fisici volutamente modificati nelle fibre di crisotilo ed i risultati dei test biochimici. Tra i parametri dimensionali considerati, la lunghezza delle nanofibre non si è rivelata efficace per spiegare l'andamento dei marker di tossicità cellulare esaminati. Tuttavia, è stato possibile evidenziare una chiara correlazione tra la percentuale di fibre con diametro nanometrico ed il danno indotto alla membrana cellulare. Inoltre, si è osservata un forte coerenza tra la reattività di superficie delle fibre e la risposta infiammatoria. I dati ottenuti in questo lavoro permettono di ipotizzare che la lunghezza delle fibre di amianto abbia un ruolo secondario nel determinare la tossicità delle fibre e che le dimensioni nanometriche dei diametri e la reattività di superficie siano invece i fattori dominanti.