El responsable de I+D que necesita estar siempre al tanto de las últimas novedades encontrará en este breve resumen ejecutivo las últimas estrategias e innovaciones para reducir el impacto del carbono en la producción de fertilizantes y la agricultura. Repasa las tendencias emergentes y resume las enseñanzas clave de los equipos correspondientes para ayudarle a estar siempre al tanto de las nuevas estrategias, los avances importantes y las innovaciones de este mercado emergente.

Todos los días se transportan en Estados Unidos casi 5 millones de toneladas de materiales peligrosos, así que, desde el punto de vista estadístico, el número de vertidos químicos es pequeño, pero el impacto es considerable. Los vertidos que se han producido recientemente en East Palestine, Ohio y en otros lugares ponen de manifiesto los desafíos a los que se enfrentan los equipos de respuesta ante emergencias, los transportistas y las agencias gubernamentales en las operaciones de limpieza que se realizan tras los vertidos químicos. En este artículo se analizan con más profundidad los fundamentos científicos del cloruro de vinilo, el impacto de las dioxinas y las posibles soluciones de descontaminación documentadas en la literatura científica.

Por último, si pensamos en el futuro del transporte de materiales peligrosos, es inevitable que se produzcan accidentes, pero ¿qué conclusiones podemos extraer que guíen las decisiones futuras y mejoren el seguimiento, las respuestas y los resultados?

¿Cómo provoca cáncer el cloruro de vinilo?

Incluso con la quema controlada que se llevó a cabo en East Palestine, una cantidad considerable de cloruro de vinilo se liberó al medioambiente, lo que afectó al suelo, el agua y el aire. El cloruro de vinilo es una sustancia química de uso común con numerosas aplicaciones en sectores como la construcción, los productos electrónicos y los envases. Sin embargo, es una sustancia cancerígena con propiedades tóxicas conocidas.

La exposición al cloruro de vinilo por medio de la ingestión, la inhalación o el contacto cutáneo puede causar su absorción en el torrente sanguíneo, que lo transporta hasta el hígado. En el hígado, el cloruro de vinilo es metabolizado por la enzima citocroma P450 y produce una sustancia intermedia con un alto grado de reactividad denominada óxido de cloroetileno (figura 1). Esta molécula contiene un grupo epóxido (resaltado en rojo) que se puede unir fácilmente a las bases del ADN (por ejemplo, la guanina), lo que da como resultado la formación de aductos del ADN. Estos aductos pueden causar mutaciones del ADN que pueden provocar el desarrollo de cáncer.

¿Existen soluciones de descontaminación para la contaminación con cloruro de vinilo?

El cloruro de vinilo tiene una semivida corta en el medioambiente: de 0,2 a 0,5 días para la evaporación desde el suelo; 0,8 horas para la evaporación desde el agua; 1,5 días en el aire para la degradación mediante la reacción en fase gaseosa. Por tanto, las soluciones de descontaminación del cloruro de vinilo son menos críticas a largo plazo que algunos contaminantes como las dioxinas, más duraderas en el medioambiente. Aunque hay diversos métodos (físicos y químicos) de descontaminación, es posible que solo sean aplicables cuando la exposición al cloruro de vinilo es continuada.

¿Qué son las dioxinas? ¿Son peligrosas?

Las dioxinas son contaminantes medioambientales integrados por 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-dioxina y otros muchos compuestos similares a las dioxinas que se generan al quemar cloruro de vinilo. Aunque la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. no ha analizado los niveles de dioxinas, a muchos expertos les preocupan porque son compuestos persistentes y un 90 % de la exposición humana a ellas se produce a través de la alimentación.

Las dioxinas tienen un alto nivel de toxicidad y pueden imitar o activar factores de transcripción y desregular la expresión de los genes, lo que puede alterar numerosas funciones fisiológicas. Además, pueden interferir en la actividad de muchas hormonas, como el estrógeno, el andrógeno y las hormonas tiroideas, lo que se asocia a anomalías en el aparato reproductor, el desarrollo y el sistema inmunitario.

¿Existen soluciones de descontaminación para las dioxinas?

Al analizar el panorama de las patentes relacionadas con la eliminación de dioxinas en la CAS Content Collection™, se detectan varias tendencias esenciales. La descomposición térmica y los catalizadores de descomposición son dos de los principales métodos de eliminación de dioxinas, y hay muchas patentes centradas en la eliminación de dioxinas del aire o las cenizas volantes. La investigación sobre la eliminación de dioxinas del suelo es aún limitada. Fu et al. analizaron el uso de carbón activado modificado (V5-Mo5-Ti) como material de adsorción catalítico con un gran potencial para controlar la emisión de dioxinas producida por la desorción térmica del suelo con contaminación orgánica.

Entre los principales impulsores de esta técnica destacan Mitsubishi Heavy Industries, que presentó más de 90 patentes entre 2000 y 2003 (figura 2), y algunas organizaciones emergentes de China en los últimos 5 años (figura 3). Conceptos como la descomposición térmica, los gases de combustión y los catalizadores de descomposición se estudian con frecuencia en estas publicaciones de patentes. La patente JP2006239484 presentada por Mitsubishi Heavy Industries describía un dispositivo que usa la fotocatálisis láser para descomponer térmicamente el halogenuro en partículas, limitando así la generación de dioxinas. La patente CN115708995 describe un dispositivo que usa un catalizador de descomposición de dioxinas para eliminar las dioxinas del gas de combustión.

El papel de los datos

Inmediatamente después de accidentes como estos, el análisis suele centrarse en las dificultades o las limitaciones físicas, pero otro factor fundamental que hay que tener en cuenta es la información. Es vital que los equipos y las agencias de respuesta ante emergencias puedan acceder fácilmente a los protocolos de seguridad y las directrices de manipulación. En general, es también esencial que quienes transportan las sustancias químicas hagan un seguimiento adecuado de todos los materiales peligrosos. Las soluciones que integran los datos y mejoran la precisión y la eficiencia en toda la cadena de suministro adquieren un papel aún más importante. Rinchem, una empresa que gestiona algunas de las cadenas de suministro más complejas del mundo, transporta más de 4000 millones de sustancias químicas de manera segura cada año y es una de las organizaciones que usan los CAS Registry NumbersTM para garantizar que los datos químicos sean precisos y estén integrados entre distintas fuentes.

Una mirada al futuro

Aunque hay distintas estrategias de prevención (restricciones, políticas, etc.), el reto de encontrar la mejor forma de limpiar y minimizar los problemas de salud y medioambientales sigue siendo una tarea pendiente que será necesario abordar en el futuro. A pesar de que la investigación y las publicaciones científicas han avanzado, es imprescindible facilitar el acceso y mejorar la trazabilidad de las sustancias químicas peligrosas. Por último, en situaciones en las que los parques de bomberos cuentan con poco personal o carecen de formación sobre los protocolos para los materiales peligrosos, una correcta identificación de las sustancias químicas vertidas y un buen acceso a los protocolos de seguridad adecuados son esenciales. Solo si nos preparamos para los vertidos y los accidentes que se produzcan en el futuro estaremos en condiciones de minimizar el impacto de lo inevitable.

Los exosomas están revolucionando la atención al paciente en una amplia gama de enfermedades, desde el cáncer a las enfermedades cardiovasculares o la regeneración de tejidos. El abanico de oportunidades es inmenso. El 9 de marzo de 2023, varios expertos de Mayo Clinic, Direct Biologics (los creadores ExoFlo) y Aruna Bio se sumaron a CAS en un seminario web.

Los exosomas se describen a menudo como la versión natural de las nanopartículas lipídicas, y sus propiedades distintivas, como estabilidad innata, una baja capacidad inmunógena, biocompatibilidad y unas excelentes capacidades de penetración en tejidos y células, proporcionan importantes ventajas si se comparan con las nanopartículas. Descubra las razones por las que los exosomas van a transformar el panorama de la administración de fármacos, el diagnóstico y los tratamientos del futuro en nuestro informe reciente de CAS Insights. 

Momentos destacados del seminario web

Para contextualizar este debate, Janet ofreció una panorámica de esta área emergente de la ciencia. Aunque las tendencias de las publicaciones y la PI indican un crecimiento de los exosomas, aislarlos y purificarlos plantea un importante desafío que se debe resolver para posibilitar su distribución a mayor escala. Un análisis más profundo del panorama clínico y preclínico reveló los actores clave, sus tecnologías y las áreas terapéuticas de interés para el futuro de los exosomas.

El Dr. Behfar comenzó describiendo su evolución clínica y el uso de los exosomas en aplicaciones terapéuticas cardíacas. Analizó en profundidad cómo se está explorando un producto exosómico purificado (PEP) en el ámbito clínico y en Mayo Clinic para el uso regenerativo en áreas como la cicatrización de heridas, el infarto de miocardio o la salud de la mujer. Además, mostró el mecanismo por el que el PEP reduce el estrés oxidativo y la inflamación junto con su contenido de enzimas antioxidantes.

El Dr. Mosely inició su presentación con una descripción detallada de la complejidad de los exosomas, incluidos sus amplios procesos biológicos. Compartió el largo proceso de desarrollo del fármaco ExoFlo, un producto exosómico, además de su uso en el tratamiento de muchas enfermedades diferentes, como el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA) y la osteoartritis. Por último, explicó que ExoFlo ha producido muchos resultados prometedores en el tratamiento de la SDRA, como la reducción de las proteínas inflamatorias y el aumento de las poblaciones de células inmunitarias.

Al principio de su presentación, el Dr. Stice se centró en las complejidades de la purificación y la concentración de los exosomas, así como en la importancia de las instalaciones con buenas prácticas de fabricación para la producción a gran escala de material clínico exosómico. A continuación, profundizó en la dificultad de desarrollar tratamientos que atraviesen la barrera hematoencefálica y en el uso terapéutico del exosoma AB126, derivado de las células madre neuronales. El exosoma AB126 presenta una afinidad natural por el sistema nervioso central y una alta permeabilidad en la barrera hematoencefálica, y tiene la capacidad de proteger y reparar el tejido cerebral tras un accidente cerebrovascular isquémico. Finalizó su presentación explicando cómo se puede usar el exosoma AB126 para transportar diversas cargas, como el ARNip, al cerebro.

Para terminar, los asistentes formularon una amplia gama de preguntas: desde comparaciones entre las nanopartículas lipídicas y los exosomas hasta cuestiones más complejas sobre el aislamiento, la purificación y la clasificación de los exosomas. En suma, fue un interesante panel que puso de relieve las prometedoras oportunidades de los exosomas para la administración de fármacos y el tratamiento de enfermedades con importantes necesidades no resueltas.

Puede ver la grabación del seminario web y las diapositivas complementarias aquí.