Descripción

La Comisión Europea está financiando otro proyecto desarrollado por nuestra empresa, titulado “Structure-activity relationship modelling of REACH-relevant endpoints to predict the toxicity of engineered nanomaterials”.

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo y validación de una serie de modelos computacionales QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationships) para la predicción de los efectos tóxicos y medioambientales producidos por nanomateriales, así como de otras propiedades fisicoquímicas relevantes para su registro en REACH. En el caso de los nanomateriales, a diferencia de las moléculas, las sustancias a registrar no están solo definidas por su composición química, sino también por su estructura y, por lo tanto, se requiere otros descriptores que reflejen la nanoestructura directa o indirectamente y que deben tenerse en cuenta en los modelos computacionales.

La nanotecnología, una disciplina en auge, se basa en el aprovechamiento de las propiedades que los materiales presentan cuando forman estructuras en la nanoescala (aproximadamente entre 1 y 100 nm), que son diferentes a las encontradas por los materiales en sus formas más clásicas (sólida o en solución). Sin embargo, sus diferentes propiedades, junto a la capacidad de cruzar barreras biológicas y entrar en seres vivos, implica que los nanomateriales pueden implicar unos riesgos de salud y medioambientales que deben ser estudiados. Por lo tanto, el desarrollo de modelos quimioinformáticos para predecir las propiedades fisicoquímicas, biológicas y medioambientales de los nanomateriales es fundamental para facilitar el desarrollo de este campo y la implantación de estos materiales de manera segura y cumpliendo con la regulación.

Uno de los retos de este proyecto es la recopilación y el análisis de los datos experimentales tanto de las propiedades toxicológicas de nanomateriales como de su caracterización. No solo hay menos información disponible, sino que no hay unos protocolos estandarizados como en otras áreas. Por lo tanto, se requiere evaluar la homogeneidad e idoneidad de los datos para la construcción de modelos de calidad, tanto para las medidas de toxicidad como para la caracterización de las nanopartículas

Para desarrollar modelos QSAR de nanomateriales, es necesario desarrollar y calcular nuevos descriptores. Por un lado, se estudia el uso como descriptores de la caracterización de los nanomateriales obtenida en la literatura, tal como su tamaño o forma o sus propiedades eléctricas. Se calculan, además, descriptores que tienen en cuenta la nanoestructura, tales como los que dependen del tamaño y la forma de la nanopartícula o los que reflejan la topología de su estructura cristalina.

Por otro lado, se requiere descriptores que reproduzcan el comportamiento electrónico de los materiales inorgánicos que forman la mayor parte de las nanopartículas, ya sea a través de cálculos electrónicos basados en la mecánica cuántica o descriptores construidos a partir de valores atómicos o iónicos con menor coste computacional.

Finalmente, el desarrollo de este proyecto permitirá implementar una herramienta informática, una plataforma en línea, que permita establecer la toxicidad de nanopartículas pertenecientes a diversas familias con diferentes estructuras y diversas propiedades a partir de parámetros experimentales básicos y fáciles de obtener de la nanopartícula.

Periodo

2021-2023

Entidad financiadora

Este proyecto se financiará gracias al programa europeo “Marie Skłodowska-Curie Actions, Individual Fellowships (MSCA-IF)”, y más concretamente a través de su línea “Society and Enterprise panel (MSCA-IF-EF-SE)”.