Efectos citotóxicos del grafeno y los nanotubos de carbono en células neurales

Introducción

El uso de nanomateriales de carbono, como el grafeno y los nanotubos de carbono, ha aumentado exponencialmente en la última década debido a sus propiedades únicas y aplicaciones potenciales en diversas áreas, incluidas la biomedicina y la neurociencia. Estos nanomateriales poseen características físicas, químicas y mecánicas que los hacen particularmente atractivos para su uso en interfaces neuronales, reparación de tejidos y administración de fármacos. Sin embargo, su interacción con sistemas biológicos y los posibles efectos citotóxicos siguen siendo una preocupación significativa. Este artículo revisa los efectos citotóxicos del grafeno y los nanotubos de carbono en células neurales, basado en estudios recientes, incluyendo los trabajos de Zhang et al. (2010), Prasad y Rao (2018) y Rauti et al. (2016).

Nanomateriales de carbono y sus propiedades

• Grafeno y sus derivados El grafeno es una monocapa de átomos de carbono dispuestos en una estructura de panal de abeja. Sus derivados, como el óxido de grafeno (GO) y el óxido de grafeno reducido (rGO), han demostrado una excelente conductividad eléctrica, alta superficie específica y notable resistencia mecánica. Estas propiedades lo hacen idóneo para aplicaciones en electrónica, sensores y biomedicina. Sin embargo, su biocompatibilidad y efectos citotóxicos deben ser evaluados meticulosamente antes de su uso clínico.
• Nanotubos de carbono Los nanotubos de carbono (CNTs) son estructuras cilíndricas formadas por hojas de grafeno enrolladas. Pueden ser de pared simple (SWCNTs) o de paredes múltiples (MWCNTs). Los CNTs exhiben propiedades mecánicas y eléctricas excepcionales, y su uso potencial en medicina regenerativa y entrega de fármacos ha sido extensivamente explorado. Similar al grafeno, la biocompatibilidad y la citotoxicidad de los CNTs son áreas de investigación activa.

Efectos citotóxicos en células neurales

• Zhang et al. (2010) En su estudio, Zhang et al. investigaron los efectos citotóxicos del grafeno y los SWCNTs en células de feocromocitoma neural derivadas de PC12. Los resultados mostraron que ambos nanomateriales indujeron citotoxicidad en las células PC12, pero los mecanismos subyacentes difirieron. La exposición a grafeno resultó en una reducción significativa de la viabilidad celular, mientras que los SWCNTs causaron una menor toxicidad comparativa. Los análisis morfológicos revelaron que el grafeno causó un daño celular más extenso, incluyendo la ruptura de la membrana celular y la apoptosis. En contraste, los SWCNTs indujeron estrés oxidativo y daño mitocondrial, lo que sugiere mecanismos citotóxicos diferentes. Estos hallazgos subrayan la necesidad de evaluar cuidadosamente las propiedades específicas de cada nanomaterial antes de su aplicación en biomedicina.
• Corrección epigenética del ph endosomal Prasad y Rao (2018) demostraron que la corrección epigenética del pH endosomal en astrocitos ApoE4 puede revertir el defecto en la eliminación de amiloide. Este estudio, aunque no se centra directamente en los nanomateriales de carbono, proporciona un marco valioso para comprender cómo las modificaciones epigenéticas pueden influir en la respuesta celular a materiales exógenos. En el contexto de los nanomateriales de carbono, estos hallazgos sugieren que la manipulación epigenética podría potencialmente mitigar los efectos citotóxicos observados. 
• Efectos del óxido de grafeno en redes neuronales El estudio de Rauti et al. (2016) investigó cómo las nanosláminas de óxido de grafeno (GONs) afectan la función sináptica en redes neuronales cultivadas. Los resultados mostraron que las GONs pueden modular la actividad sináptica, lo que podría tener implicaciones significativas para aplicaciones en neurociencia. Sin embargo, también se observó una alteración en la homeostasis neuronal, lo que plantea preocupaciones sobre la seguridad de las aplicaciones a largo plazo de las GONs en el cerebro. Los estudios electrofisiológicos revelaron que las GONs pueden inducir cambios en la transmisión sináptica, lo que podría afectar la plasticidad sináptica y la función cognitiva. Estos efectos fueron dependientes de la concentración y el tiempo de exposición, lo que destaca la importancia de optimizar las dosis y los protocolos de administración para minimizar los efectos adversos.

Mecanismos de citotoxicidad

• Estrés oxidativo y daño mitocondrial Una de las principales vías de citotoxicidad inducida por nanomateriales de carbono es la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Estos radicales libres pueden causar daño oxidativo a lípidos, proteínas y ADN, lo que conduce a la apoptosis celular. Los CNTs, en particular, han sido asociados con un aumento significativo en la producción de ROS y daño mitocondrial. Este mecanismo fue claramente observado en el estudio de Zhang et al., donde los SWCNTs indujeron estrés oxidativo y alteraciones mitocondriales en las células PC12.
• Interacciones con membranas celulares El grafeno y sus derivados pueden interactuar directamente con las membranas celulares, causando daños físicos y alterando la integridad celular. Esta interacción puede llevar a la lisis celular y a la muerte celular programada. Los estudios han demostrado que el grafeno puede integrarse en la membrana celular, provocando desestabilización y permeabilidad aumentada. Estos efectos fueron particularmente evidentes en el estudio de Zhang et al., donde se observó una ruptura significativa de la membrana celular en células expuestas al grafeno.
• Influencia en la función sináptica Las GONs pueden modular la actividad sináptica, afectando la transmisión de señales en redes neuronales. Rauti et al. demostraron que las GONs pueden inducir cambios en la frecuencia y amplitud de los eventos postsinápticos, lo que sugiere una influencia directa en la función sináptica. Estos cambios pueden tener implicaciones significativas para la neuroplasticidad y la función cognitiva, y plantean preguntas sobre los efectos a largo plazo de la exposición a nanomateriales de carbono en el cerebro.

Consideraciones de seguridad y biocompatibilidad

• Dosis y tiempo de exposición La toxicidad de los nanomateriales de carbono es altamente dependiente de la dosis y el tiempo de exposición. Los estudios revisados subrayan la necesidad de optimizar estos parámetros para minimizar los efectos adversos. Por ejemplo, la exposición a bajas concentraciones de GONs podría ser segura y beneficiosa para aplicaciones terapéuticas, mientras que concentraciones más altas pueden resultar tóxicas.
• Modificación de superficie La funcionalización de la superficie de los nanomateriales de carbono puede influir significativamente en su biocompatibilidad y toxicidad. La modificación con grupos funcionales específicos puede mejorar la dispersión y la interacción con sistemas biológicos, reduciendo potencialmente la citotoxicidad. Estudios futuros deben centrarse en desarrollar estrategias de funcionalización que optimicen la seguridad y eficacia de estos nanomateriales.
• Evaluación preclínica y ensayos clínicos Antes de su aplicación clínica, es crucial realizar una evaluación preclínica exhaustiva de la seguridad y eficacia de los nanomateriales de carbono. Esto incluye estudios in vitro e in vivo para evaluar la biocompatibilidad, la biodistribución y la eliminación de estos materiales. Los ensayos clínicos deben seguir protocolos estrictos para garantizar la seguridad de los pacientes y evaluar los posibles beneficios terapéuticos.

Conclusiones

El grafeno y los nanotubos de carbono presentan un potencial significativo para aplicaciones en neurociencia y biomedicina. Sin embargo, sus efectos citotóxicos en células neurales plantean preocupaciones importantes que deben ser abordadas. Los estudios revisados muestran que estos nanomateriales pueden inducir citotoxicidad a través de mecanismos que incluyen el estrés oxidativo, el daño mitocondrial y la alteración de la función sináptica.

La optimización de la dosis, el tiempo de exposición y la modificación de la superficie son estrategias clave para mejorar la biocompatibilidad de estos materiales. 

• Propiedades de los Nanomateriales de Carbono: El grafeno y los nanotubos de carbono poseen propiedades únicas que los hacen atractivos para aplicaciones en neurociencia y biomedicina.
• Efectos Citotóxicos: Estos nanomateriales pueden inducir citotoxicidad en células neurales a través de diversos mecanismos, incluidos el estrés oxidativo y el daño mitocondrial.
• Interacción con Membranas Celulares: El grafeno puede causar daño directo a las membranas celulares, lo que resulta en una pérdida de viabilidad celular.
• Modulación de la Función Sináptica: Las nanosláminas de óxido de grafeno pueden alterar la actividad sináptica, afectando potencialmente la función cognitiva.
• Consideraciones de Seguridad: La dosis, el tiempo de exposición y la modificación de la

Efectos citotóxicos del grafeno y nanotubos de carbono de pared simple en células PC12

Introducción 

El estudio realizado por Zhang et al. (2010) se centra en la evaluación de los efectos citotóxicos del grafeno y los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs) en células de feocromocitoma neural derivadas de PC12. Estas células PC12 son un modelo ampliamente utilizado en neurobiología para estudiar mecanismos de diferenciación y función neural, así como la respuesta a agentes neurotóxicos. El objetivo principal del estudio fue comparar la toxicidad relativa de estos dos tipos de nanomateriales de carbono y elucidar los mecanismos subyacentes de la citotoxicidad observada.

Metodología

• Preparación de nanomateriales El grafeno utilizado en el estudio se obtuvo mediante el método de exfoliación química, mientras que los SWCNTs se sintetizaron usando el método de deposición de vapor químico (CVD). Ambos nanomateriales fueron caracterizados utilizando técnicas como la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la espectroscopía Raman para confirmar su estructura y pureza.
• Cultivo celular y tratamientos Las células PC12 se cultivaron en condiciones estándar y se expusieron a diferentes concentraciones de grafeno y SWCNTs (10, 50 y 100 μg/mL) durante 24 y 48 horas. Los tratamientos se realizaron en triplicado para asegurar la reproducibilidad de los resultados.
• Ensayos de viabilidad celular Para evaluar la viabilidad celular, se utilizaron ensayos de MTT y LDH. El ensayo de MTT mide la actividad metabólica celular como un indicador de viabilidad, mientras que el ensayo de LDH evalúa la liberación de lactato deshidrogenasa como un marcador de daño celular y lisis.
• Análisis morfológicos y apoptóticos Se realizaron análisis morfológicos mediante microscopía óptica y electrónica para observar cambios estructurales en las células tratadas. Además, se utilizó la tinción de anexina V y PI para detectar apoptosis y necrosis, respectivamente.

Resultados

• Reducción de la viabilidad celular Los resultados mostraron que la exposición al grafeno y a los SWCNTs redujo significativamente la viabilidad de las células PC12 de manera dependiente de la dosis y el tiempo de exposición. A una concentración de 100 μg/mL y tras 48 horas de exposición, la viabilidad celular se redujo en aproximadamente un 50% para el grafeno y un 30% para los SWCNTs.
• Daño celular y apoptosis El análisis morfológico reveló que las células tratadas con grafeno mostraron una ruptura significativa de la membrana celular, pérdida de la integridad celular y apoptosis. En contraste, las células tratadas con SWCNTs presentaron menos daño morfológico, aunque aún se observó un aumento en la apoptosis y necrosis comparado con los controles.
• Estrés oxidativo El estudio también midió los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) como indicador de estrés oxidativo. Se encontró que ambos nanomateriales aumentaron la producción de ROS en las células PC12, con el grafeno induciendo un mayor incremento en comparación con los SWCNTs. Este aumento en ROS se correlacionó con el daño mitocondrial observado en los análisis morfológicos.

Discusión

• Mecanismos de citotoxicidad Los hallazgos de Zhang et al. sugieren que tanto el grafeno como los SWCNTs inducen citotoxicidad a través de diferentes mecanismos. El grafeno parece causar daño celular directo a través de la interacción física con la membrana celular, llevando a la ruptura de la membrana y apoptosis. Por otro lado, los SWCNTs inducen citotoxicidad principalmente a través del estrés oxidativo y el daño mitocondrial, aunque también pueden interactuar físicamente con la membrana celular.
• Comparación de toxicidad El grafeno demostró ser más tóxico que los SWCNTs en las células PC12, lo cual puede atribuirse a su mayor superficie y reactividad química. La mayor producción de ROS y el daño más extensivo a la membrana celular observados con el grafeno apoyan esta conclusión. Estos resultados son consistentes con estudios previos que también han reportado una mayor citotoxicidad del grafeno en comparación con otros nanomateriales de carbono.

Implicaciones para aplicaciones biomédicas

Los resultados de este estudio tienen importantes implicaciones para el uso de nanomateriales de carbono en aplicaciones biomédicas. La alta citotoxicidad del grafeno sugiere que se deben tomar precauciones adicionales al considerar su uso en interfaces neuronales o administración de fármacos. Los SWCNTs, aunque menos tóxicos, aún presentan riesgos que deben ser mitigados mediante la optimización de la dosis y la funcionalización de la superficie.

Conclusiones

El estudio de Zhang et al. proporciona una visión comprensiva de los efectos citotóxicos del grafeno y los SWCNTs en células neurales PC12. Los hallazgos destacan la necesidad de evaluar cuidadosamente la biocompatibilidad de estos nanomateriales antes de su aplicación en entornos clínicos. La reducción de la viabilidad celular, el daño celular y el aumento de estrés oxidativo son factores críticos que deben considerarse en el diseño y uso de nanomateriales de carbono para aplicaciones neurobiomédicas.

• Viabilidad Celular: La exposición al grafeno y SWCNTs reduce significativamente la viabilidad de células PC12 de manera dependiente de la dosis y el tiempo de exposición.
• Daño Celular: El grafeno causa un daño celular más extenso en comparación con los SWCNTs, incluyendo la ruptura de la membrana celular y apoptosis.
• Estrés Oxidativo: Ambos nanomateriales aumentan la producción de especies reactivas de oxígeno, con el grafeno induciendo un mayor estrés oxidativo.
• Mecanismos de Citotoxicidad: El grafeno y los SWCNTs inducen citotoxicidad a través de diferentes mecanismos, incluyendo daño físico a la membrana celular y estrés oxidativo.
• Aplicaciones Biomédicas: Los hallazgos subrayan la necesidad de una evaluación cuidadosa de la biocompatibilidad de los nanomateriales de carbono antes de su uso en aplicaciones neurobiomédicas.

Corrección del ph endosomal epigenético en astrocitos ApoE4 y la eliminación del amiloide

Introducción 

El estudio realizado por Hari Prasad y Rajini Rao, publicado en 2018, aborda un aspecto crucial en la investigación de la enfermedad de Alzheimer (EA): el defecto en la eliminación de beta-amiloide (Aβ) en astrocitos con la variante ApoE4 del gen de la apolipoproteína E (ApoE). Este defecto se ha asociado con un pH endosomal anormalmente ácido. Los autores investigaron si la corrección epigenética del pH endosomal podría revertir este defecto y mejorar la eliminación de Aβ, ofreciendo potencialmente una nueva vía terapéutica para la EA.

Contexto y relevancia

ApoE es una proteína clave en el metabolismo de los lípidos y tiene tres isoformas principales en humanos: ApoE2, ApoE3 y ApoE4. La isoforma ApoE4 se ha asociado fuertemente con un mayor riesgo y una aparición más temprana de la EA. Los astrocitos, células gliales del sistema nervioso central, desempeñan un papel fundamental en la homeostasis cerebral y la eliminación de proteínas tóxicas como Aβ. En presencia de ApoE4, la función de los astrocitos en la eliminación de Aβ se ve comprometida, lo que contribuye a la acumulación de placas amiloides características de la EA.

Metodología

• Modelos celulares Los investigadores utilizaron astrocitos primarios derivados de ratones transgénicos que expresan la isoforma humana ApoE4. Estos astrocitos fueron comparados con astrocitos que expresan ApoE3, la isoforma considerada como "neutra" en términos de riesgo para la EA.
• Corrección epigenética Para abordar el pH endosomal anormalmente ácido en astrocitos ApoE4, se emplearon inhibidores de histona deacetilasas (HDAC), como el ácido valproico (VPA) y la trichostatina A (TSA). Estos agentes modulan la expresión génica a través de la acetilación de histonas, lo que puede corregir los desequilibrios en el pH endosomal.
• Evaluación del pH endosomal y la eliminación de Aβ Se utilizaron tintes fluorescentes sensibles al pH para medir los cambios en el pH endosomal. Además, se emplearon ensayos de inmunofluorescencia y ELISA para cuantificar los niveles de Aβ intracelular y extracelular, evaluando así la eficacia de la eliminación de Aβ en los astrocitos tratados.

Resultados

• pH endosomal en astrocitos ApoE4 El estudio confirmó que los astrocitos ApoE4 presentaban un pH endosomal significativamente más ácido en comparación con los astrocitos ApoE3. Este ambiente ácido se correlacionó con una menor capacidad para degradar y eliminar Aβ.
• Efecto de los inhibidores de HDAC La administración de inhibidores de HDAC, como VPA y TSA, normalizó el pH endosomal en los astrocitos ApoE4. Este efecto fue acompañado por un aumento en la acetilación de histonas, sugiriendo una regulación epigenética de los mecanismos que controlan el pH endosomal.
• Mejora en la eliminación de Aβ La corrección del pH endosomal en astrocitos ApoE4 tratadas con inhibidores de HDAC resultó en una mejora significativa en la eliminación de Aβ. Los niveles de Aβ intracelular se redujeron considerablemente, y se observó un aumento en la degradación de Aβ, lo que indica una restauración parcial de la función de eliminación de Aβ en estos astrocitos.

Discusión

• Mecanismos subyacentes Los hallazgos sugieren que la acidez endosomal en astrocitos ApoE4 está regulada epigenéticamente. La normalización del pH endosomal a través de la acetilación de histonas parece restaurar la función lisosómica, mejorando la capacidad de los astrocitos para degradar y eliminar Aβ. Este mecanismo podría involucrar la regulación de bombas de protones y canales iónicos en la membrana endosomal, que son sensibles a las modificaciones epigenéticas.
• Implicaciones terapéuticas La corrección epigenética del pH endosomal en astrocitos ApoE4 representa una estrategia terapéutica prometedora para la EA. Al revertir el defecto en la eliminación de Aβ, es posible reducir la carga de placas amiloides y retrasar la progresión de la enfermedad. Los inhibidores de HDAC, ya utilizados en el tratamiento de otras enfermedades, podrían ser repurposed para tratar la EA en individuos con la variante ApoE4.

Conclusiones

El estudio de Prasad y Rao proporciona evidencia convincente de que la corrección epigenética del pH endosomal puede revertir el defecto en la eliminación de Aβ en astrocitos ApoE4. Estos hallazgos abren nuevas perspectivas para el desarrollo de terapias dirigidas a modificar la epigenética celular en la EA. La investigación futura debe centrarse en la optimización de estas estrategias y en la evaluación de su eficacia en modelos animales y en ensayos clínicos.

• Defecto en pH Endosomal: Los astrocitos ApoE4 presentan un pH endosomal anormalmente ácido, que compromete la eliminación de Aβ.
• Corrección Epigenética: La administración de inhibidores de HDAC normaliza el pH endosomal en astrocitos ApoE4.
• Mejora en la Eliminación de Aβ: La corrección del pH endosomal resulta en una mejora significativa en la eliminación de Aβ.
• Mecanismo Epigenético: La regulación epigenética de bombas de protones y canales iónicos puede ser clave para restaurar la función endosomal.
• Implicaciones Terapéuticas: La corrección epigenética del pH endosomal podría ser una estrategia terapéutica viable para la EA en individuos con ApoE4.

Efectos de las nanohojas de óxido de grafeno (GONs) en la función sináptica de redes cerebrales cultivadas

Introducción

El estudio realizado por Rossana Rauti y colaboradores, publicado en 2016, investiga los efectos de las nanohojas de óxido de grafeno (GONs) en la función sináptica de redes cerebrales cultivadas. El óxido de grafeno ha sido objeto de gran interés en la nanomedicina y la biotecnología debido a sus propiedades únicas, como su gran superficie específica, biocompatibilidad y capacidad de funcionalización. Este estudio se centra en cómo estas nanohojas afectan la comunicación neuronal y la plasticidad sináptica, proporcionando una comprensión más profunda de su impacto potencial en aplicaciones biomédicas y neurotecnológicas.

Contexto y relevancia

Las sinapsis son estructuras críticas para la comunicación entre neuronas, y su modulación es esencial para funciones cognitivas como el aprendizaje y la memoria. El grafeno y sus derivados, como el óxido de grafeno, tienen el potencial de interactuar con las neuronas de manera que podría influir en la transmisión sináptica y la plasticidad neuronal. Este estudio explora estas interacciones, evaluando tanto los efectos inmediatos como los de largo plazo de las GONs en redes neuronales cultivadas.

Metodología

• Preparación y caracterización de GONs Las nanosheets de óxido de grafeno fueron sintetizadas mediante el método de Hummers modificado y caracterizadas utilizando técnicas como la microscopía electrónica de transmisión (TEM), la microscopía de fuerza atómica (AFM) y la espectroscopía Raman. Estas técnicas confirmaron la morfología, el tamaño y las propiedades estructurales de las GONs.
• Cultivo de redes neuronales Las redes neuronales se obtuvieron a partir de cultivos primarios de neuronas corticales de ratón. Las neuronas se cultivaron en condiciones estándar y se dejaron madurar hasta formar redes funcionales antes de la exposición a las GONs.
• Tratamientos y análisis funcionales Las neuronas cultivadas se expusieron a diferentes concentraciones de GONs (1, 10 y 100 μg/mL) durante 24 horas. Se realizaron grabaciones electrofisiológicas para evaluar la actividad sináptica espontánea y la transmisión sináptica inducida. Además, se utilizaron técnicas de imagen fluorescente y ensayos bioquímicos para analizar la morfología sináptica, la densidad de espinas dendríticas y los niveles de proteínas sinápticas.

Resultados

• Modulación de la actividad sináptica Los resultados mostraron que la exposición a GONs modula significativamente la actividad sináptica en las redes neuronales cultivadas. A concentraciones bajas (1 μg/mL), las GONs aumentaron la frecuencia de los eventos postsinápticos excitatorios espontáneos (sEPSCs), sugiriendo una potenciación de la actividad sináptica. Sin embargo, a concentraciones más altas (10 y 100 μg/mL), se observó una disminución en la frecuencia de sEPSCs, indicando un efecto inhibitorio en la actividad sináptica.
• Cambios en la morfología sináptica El análisis de la morfología sináptica reveló que las GONs inducen cambios significativos en la estructura de las espinas dendríticas. A concentraciones bajas, se observó un aumento en la densidad y el tamaño de las espinas dendríticas, lo que sugiere una potenciación sináptica estructural. A concentraciones más altas, en cambio, se observó una reducción en la densidad de espinas, lo que podría estar asociado con la pérdida de sinapsis funcionales.
• Alteración de los niveles de proteínas sinápticas La exposición a GONs también afectó los niveles de proteínas clave involucradas en la función sináptica. Se observó un aumento en los niveles de proteínas presinápticas como la sinaptofisina a concentraciones bajas de GONs, lo que podría correlacionarse con la potenciación de la actividad sináptica. En contraste, a concentraciones más altas, los niveles de proteínas sinápticas se redujeron, apoyando la observación de una disminución en la actividad sináptica.

Discusión

• Efectos bifásicos de las GONs Los hallazgos indican que las GONs tienen efectos bifásicos en la función sináptica, dependiendo de la concentración. A concentraciones bajas, las GONs parecen mejorar la comunicación sináptica y la plasticidad estructural, lo que podría ser beneficioso para aplicaciones que buscan potenciar la actividad neuronal. Sin embargo, a concentraciones altas, las GONs pueden tener efectos neurotóxicos, reduciendo la densidad sináptica y la actividad neuronal.
• Mecanismos subyacentes Los mecanismos exactos por los cuales las GONs modulan la función sináptica aún no se comprenden completamente. Sin embargo, se postulan varios posibles mecanismos, incluyendo la interacción directa de las GONs con la membrana neuronal, la modulación de canales iónicos y la alteración de la señalización intracelular. La capacidad de las GONs para inducir cambios en la morfología sináptica sugiere que pueden influir en la dinámica del citoesqueleto y la adhesión celular.
• Implicaciones para aplicaciones neurotecnológicas Estos resultados tienen importantes implicaciones para el uso de GONs en aplicaciones neurotecnológicas y terapéuticas. Las propiedades de modulación sináptica de las GONs podrían ser explotadas para desarrollar interfaces neuronales avanzadas, dispositivos de estimulación cerebral y plataformas para la administración de fármacos. Sin embargo, la concentración y el contexto de uso deben ser cuidadosamente controlados para evitar efectos adversos.

Conclusiones

El estudio de Rauti et al. demuestra que las GONs pueden remodelar la función sináptica en redes neuronales cultivadas de manera dependiente de la dosis. Estos hallazgos destacan el potencial de las GONs para aplicaciones en neurociencia y biotecnología, al mismo tiempo que subrayan la necesidad de una evaluación cuidadosa de su biocompatibilidad y seguridad.

• Modulación Sináptica: Las GONs modulan la actividad sináptica de manera bifásica, potenciando la actividad a bajas concentraciones y reduciéndola a concentraciones altas.
• Cambios Morfológicos: La exposición a GONs induce cambios en la densidad y tamaño de las espinas dendríticas, afectando la plasticidad sináptica.
• Proteínas Sinápticas: Las GONs alteran los niveles de proteínas clave involucradas en la función sináptica, con efectos dependientes de la concentración.
• Mecanismos Potenciales: Los efectos de las GONs podrían estar mediados por interacciones directas con la membrana neuronal y la modulación de la señalización intracelular.
• Implicaciones Neurotecnológicas: Las propiedades de las GONs tienen potencial para aplicaciones en interfaces neuronales y dispositivos de estimulación cerebral, aunque se requiere una evaluación cuidadosa de su seguridad.

Referencias:

1. Amyloid clearance defect in ApoE4 astrocytes is reversed by epigenetic correction of endosomal pH Hari Prasad and Rajini Rao June 26, 2018 115 (28) E6640-E6649 https://doi.org/10.1073/pnas.1801612115
2. Graphene Oxide Nanosheets Reshape Synaptic Function in Cultured Brain Networks Rossana Rauti, Neus Lozano, Veronica León, Denis Scaini, Mattia Musto, Ilaria Rago, Francesco P. Ulloa Severino, Alessandra Fabbro, Loredana Casalis, Ester Vázquez, Kostas Kostarelos, Maurizio Prato, and Laura Ballerini ACS Nano 2016 10 (4), 4459-4471 DOI: 10.1021/acsnano.6b00130
3. Zhang Y, Ali SF, Dervishi E, Xu Y, Li Z, Casciano D, Biris AS. Cytotoxicity effects of graphene and single-wall carbon nanotubes in neural phaeochromocytoma-derived PC12 cells. ACS Nano. 2010 Jun 22;4(6):3181-6. doi: 10.1021/nn1007176. PMID: 20481456.