Originalmente publicado en inglés por Laura Olenick
Publicado el 17 de Diciembre 2013
Traducio por Andrea Bruno, Editado por Curtis Green

En el Centro de Nanotecnología Sostenible realizamos muchos diferentes tipos de experimentos, algunos de los cuales puede esperar (como la creación de nuevos tipos de nanopartículas), y otros que no (como alimentar nanopartículas a organismos diminutos como bacterias y pulgas de agua). Este último puede parecer un poco extraño: ¿por qué es importante estudiar cómo las nanopartículas interactúan con organismos que son mucho más pequeños que nosotros? Mientras que estudiar lo que hacen las formas de vida pequeñas cuando encuentran nuevas sustancias puede parecer una tarea sin sentido, la verdad es que es muy importante. Déjenme contarles una historia sobre un químico llamado diclorodifeniltricloroetano, o como se lo conoce comúnmente DDT. En el pasado se pensaba que el DDT era inofensivo, pero eventualmente, personas que realizaban trabajos similar al de nosotros descubrieron que tiene el potencial de ser bastante dañino.

¿Cómo llegamos aquí?

La historia del DDT comienza con los mosquitos portadores de malaria. Enfermedades parecidas a la malaria han sido un problema para los humanos desde aproximadamente 2700 A.C.¹ No fue hasta 1897, que el médico británico Sir Ronald Ross, demostró que los mosquitos podían transmitir parásitos de la malaria de persona a persona. En 1902, Ross fue otorgado con el Premio Nobel de Medicina por su descubrimiento.² En ese momento, era evidente que la malaria era un grave problema para la salud y muchas personas centraron su investigación en disminuir la retención de esta enfermedad en las diferentes poblaciones. Por ejemplo, la malaria fue un problema tan grave, durante la construcción del Canal de Panamá, que contribuyó a la mayoría de las 20,000 muertes reportadas desde 1881 hasta 1894.³

El DDT fue sintetizado por primera vez en 1874 por Othmar Zeidler en su tesis doctoral de Química en la Universidad de Estrasburgo. Sin embargo, el DDT no fue redescubierto hasta 1939 por el Dr. Paul Müller quien, en 1984, fue otorgado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina «por el descubrimiento de la alta eficiencia del DDT como veneno de contacto contra varios artrópodos».⁴ El redescubrimiento del compuesto y el posterior uso masivo de éste para controlar las poblaciones de mosquitos ayudaron a salvar a miles de personas, y a un sinnúmero más como resultado de la erradicación de la malaria en muchas regiones. El DDT era económico, fácil de sintetizar y bastante duradero. En forma de polvo, era 4 veces más eficaz y duradero que el método preferido de control de mosquitos.⁵ Los científicos determinaron que, a corto plazo, el DDT era seguro para los seres humanos.^5,6 Sin embargo, los experimentos iniciales se realizaron durante período de guerra y se enfatizó la comprensión de toxicidad a corto plazo (o aguda), en lugar de los efectos crónicos a la salud o los impactos ecológicos del químico.⁵ Además, los estudios a menudo eran metodológicamente defectuosos y de tamaño y alcance limitados.^5,6

El DDT se usó ampliamente en el esfuerzo de control de mosquitos. Para combatir los mosquitos en áreas pobladas, las personas rociaban con DDT las paredes y los techos de las casas y edificios públicos; una aplicación exitosa del producto podía permanecer en esas superficies durante 6 meses.^5,7 Los agricultores usaron el DDT para controlar mosquitos en áreas agrícolas con el uso de aviones y helicópteros.⁵ Sin embargo, las ganancias establecidas por el uso de DDT para controlar las poblaciones de mosquitos tenían un costo desconocido. Después de un tiempo, los efectos del DDT a largo plazo comenzaron a mostrarse. Las poblaciones de muchos animales, aves y peces comenzaron a decaer rápidamente. En la década de 1960, algunos biólogos comenzaron a creer que el DDT era el culpable de esto.

¿DDT en niveles peligrosos? ¿Cómo?

Anterior de estos estudios, pocas personas esperaban que los niveles de DDT encontrados en el ambiente fueran dañinos para la vida silvestre. Entonces, ¿qué estaba pasando? ¡Bioacumulación! La bioacumulación ocurre cuando un producto químico se acumula en un organismo vivo. Para que un producto se bioacumule, debe permanecer en el organismo y no ser degradado fácilmente por las vías metabólicas de este, el DDT fácilmente se integra en las reservas de grasa de los animales, en donde puede permanecer por muchos años. Por ejemplo, en los humanos el tiempo de media vida del DDT es de 6.3 años.⁸ La media vida es la cantidad de tiempo que se tarda un compuesto en degradarse a la mitad del total que había de éste.

La bioacumulación depende de la facilidad con que un organismo vivo encuentra y capta un químico. El DDT tiene una media vida de sólo unos días en el aire, en donde es descompuesto por la luz solar. En el suelo, sin embargo, tiene una media vida de hasta 15 años⁹ Este largo período de media vida le da a los organismos pequeños mucho tiempo para absorber y acumular DDT, lo que puede llevar a concentraciones potencialmente mortales para ellos.

Si un organismo grande consume muchos de estos pequeños organismos, la dosis (o concentración) de DDT que experimenta se vuelve más grande de lo que era en los organismos más pequeños. Este proceso se llama biomagnificación, y ocurre cuando organismos que se encuentran en una posición alta en la cadena alimenticia comen muchos de los organismos más pequeños que han ido bioacumulando la sustancia presente en el ambiente.

Consecuencias en la salud y el medioambiente

La persistencia del DDT en el medio ambiente, así como la bioacumulación y biomagnificación de este compuesto han provocado graves efectos en la salud de muchos organismos. Estudios  recientes han demostrado que el DDT puede estar asociado con casos de cáncer, infertilidad, abortos espontáneos y diabetes.⁶ También, se ha relacionado con la disminución de la población de especies de aves como el águila calva y el halcón peregrino, a través del raleo de la cáscara del huevo. Ambas especies resurgieron luego de que,en 1972, el Congreso de los Estados Unidos pusiera límites al uso del DDT.¹⁶

El uso generalizado e incontrolado del DDT tuvo otras consecuencias imprevistas. Por ejemplo, en Malasia, la fumigación con DDT pudo haber sido la causa de la muerte de un gran número de avispas que se alimentaban de plagas de polillas, estas polillas se alimentaban de la paja de los techos de las casas de la región;¹⁰ sin las avispas para controlar la población de polillas, la plaga aumentó en número, lo que ocasionó el colapso de muchos de estos techos. Curiosamente, las polillas fueron capaces de distinguir entre la paja que contenía DDT y la paja que no lo contenía,¹⁰ lo que contribuyó a la supervivencia de éstas.¹⁰

En otro caso en Bolivia, una investigación llevada a cabo en 1965 demostró que la pulverización de DDT ocasionó la muerte de gatos en una aldea, el CDC en Atlanta confirmó la alta concentración de DDT en ellos.¹¹ Sin la prescencia de los gatos para controlar la población de roedores en la aldea, surgió un brote de fiebre hemorrágica en la población.¹¹ Entonces, en esta aldea, el DDT mató a los mosquitos portadores de malaria, pero también provocó el brote de otra enfermedad mortal.

Científicos brasileños completaron recientemente un análisis interesante de la acumulación de DDT en huevos de gallina en un área ubicada cerca de la ciudad de Río de Janeiro en Brasil.⁷ La investigación tomó lugar en un área cerca de una casa que había sido rociada con DDT por última vez en 1990. Los científicos compararon la prescencia de DDT en huevos de pollos criados cerca de la casa y pollos criados en la misma localidad, pero alejados de la casa. La concentración promedio de DDT en los huevos de los pollos criados cerca de la casa fue 2.7 veces mayor que en los huevos de los pollos criados lejos de la casa.⁷ Cuando compararon este valor con las concentraciones de DDT en huevos comprados en el mercado de la ciudad, la concentración fue 1000 veces mayor. ¿Qué significa esto para las personas que viven en esta área? Si una persona de 150 lbs consumiera la cantidad promedio de huevos por día, estaría consumiendo 2.54 microgramos de DDT; ésta cifra se aproxima al valor de riesgo de toxicidad crónica del DDT, que es 34 microgramos para una persona de 150 lbs (5 x 10-4 mg / kg para aquellos que quieran ser más técnicos).⁷ Los investigadores señalaron que estos datos sólo tienen en cuenta el DDT proveniente de los huevos, el consumo de carne y productos lácteos también podría contribuir a la exposición general de las personas al DDT.

¿Ahora qué?

Ahora entendemos que el DDT fue increíblemente útil en la lucha contra la malaria, pero por otro lado causó problemas en nuestro medio ambiente debido a la bioacumulación y biomagnificación. ¿Qué tiene esto que ver con nuestro Centro y cómo exponemos las nanopartículas a las bacterias y las pulgas de agua? El propósito de estos experimentos es comprender mejor cómo las nanopartículas interactuarán con los organismos en el ambiente, y son sólo el comienzo de la comprensión de los efectos que estas pueden causar. Todavía no hemos empezado a estudiar si las nanopartículas se bioacumulan o cómo se mueven a través del medio ambiente, pero estamos construyendo las bases necesarias para comprender mejor estos procesos.

Si los científicos conocieran más sobre el DDT, podríamos haber sido proactivos para desarrollar mejores formas de eliminarlo del ambiente o crear una alternativa más benigna. Tal como está la situación ahora, muchas personas están trabajando en el tema de la eliminación del producto del medio ambiente. Los científicos están investigando hongos ectomicorrízicos,¹² hongos de podredumbre blanca,¹³ bacterias,¹⁴ y muchos otros métodos para la degradación del DDT que ya está presente en el ambiente.¹⁵ Si tuviéramos mecanismos para degradar el DDT antes de liberarlo al ambiente, o al menos entendieramos lo que es necesario para lidiar con la persistencia del compuesto, podríamos estar mejor preparados para enfrentar estos problemas. Esa es la idea detrás de gran parte de la investigación en este Centro. Deseamos comprender mejor el comportamiento de las nanopartículas en el entorno para ayudarnos a resolver este rompecabezas antes de que surjan otros problemas.

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REFERENCIAS

1. The History of Malaria, an Ancient Disease.
2. Nobelprize.org Ronald Ross – Biographical.
3. Harvard.edu Tropical Diseases and the Construction of the Panama Canal, 1904-1914.
4. NobelPrize.org The Nobel Prize in Physiology or Medicine. 
5. Kinkela, D., DDT and the American Century. The University of North Carolina Press: Chapel Hill, NC, 2011.
6. DDT and human health, in Science of The Total Environment 
7. DDT environmental persistence from its use in a vector control program: a case study. 
8. Wolff, M. S., Letter to the Editor. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 1999, 36, 504.
9. NPIC DDT Fact Sheet.
10.  Deterioration of thatch roofs by moth larvae after house spraying in the course of a malaria eradication programme in North Borneo.
11. Parachuting Cats and Crushed Eggs: The Controversy Over the Use of DDT to Control Malaria.
12.  Degradation and mineralization of DDT by the ectomycorrhizal fungi, Xerocomus chrysenteron.
13.  Co-remediation of DDT-contaminated soil using white rot fungi and laccase extract from white rot fungi.
14. Desulfomonile tiedjei gen. nov. and sp. nov., a novel and anaerobic, dehalogenating, sulfate-reducing bacterium.
15. DDT remediation in contaminated soils: a review of recent studies.
16. Can the Bald Eagle Still Soar After It Is Delisted?