Resumen de tesis de Gloria Salinas Lucero
Resumen de la tesis que presenta Gloria Salinas Lucero como requisito parcial para la obtención del grado de Doctora en Ciencias en Nanociencias
Evaluación de la toxicidad de NPs-ZnO obtenidas de fórmulas lácteas infantiles en un modelo in vitro de absorción intestinal
Resumen aprobado por:
Dr. Rafael Vázquez Duhalt
Codirector de tesis
Dra. Karla Oyuky Juárez Moreno
Codirectora de tesis
Resumen en español

En este trabajo se evaluó la presencia, purificación, caracterización y efectos biológicos de nanopartículas de óxido de zinc (NPs ZnO) presentes en fórmulas lácteas infantiles. Las NPs ZnO fueron aisladas mediante extracción por punto de turbidez o (cloud point extraction, CPE) y posteriormente purificadas mediante un protocolo de eliminación de surfactante basado en lavados con una mezcla 1:1 de acetona e isopropanol, lo que permitió obtener nanopartículas limpias, estables y libres de Triton X-100. La caracterización por microscopía electrónica de transmisión (TEM) mostró que las NPs aisladas presentan morfología predominantemente esférica, buena dispersión y ausencia de agregación extensa, con un tamaño promedio de 9.3 ± 1.9 nm. En contraste, las NPs ZnO prístinas comerciales empleadas como referencia presentan tamaños primarios cercanos a 100 nm y muestran partículas bien definidas acompañadas de pequeños cúmulos, indicando un grado moderado de aglomeración. Esta tendencia es consistente con las mediciones de dispersión de luz dinámica (DLS), donde las NPs prístinas presentan un diámetro hidrodinámico medio de ~299 nm y un índice de polidispersidad (PDI) de 0.261, mientras que las NPs aisladas de fórmula infantil muestran un tamaño hidrodinámico de ~289 nm con mayor polidispersidad (PDI = 0.364). Se evaluaron los efectos celulares de ambas nanopartículas prístinas y extraídas de la fórmula láctea infantil en modelos representativos de epitelio intestinal (Caco-2, HT29) y parénquima hepático (AML-12). En todos los casos, las NPs ZnO indujeron estrés oxidativo, disminución en la viabilidad celular y alteraciones en el ciclo celular, con respuestas diferenciadas según la línea celular. Caco-2 mostró detención en G0/G1 y disminución de la fase S, HT29 presentó acumulación marcada en G2/M, y AML-12 exhibió alta sensibilidad caracterizada por arresto en G0/G1 y reducción significativa de las fases proliferativas del ciclo celular. Los resultados demuestran que las NPs ZnO presentes en la fórmula láctea infantil conservan propiedades fisicoquímicas y biológicas relevantes, incluso después de su purificación, y que su pequeño tamaño favorece su internalización y actividad citotóxica. En conjunto, estos hallazgos subrayan la importancia de reevaluar la seguridad del zinc nanoestructurado en productos destinados a lactantes, considerando su comportamiento durante la preparación, procesamiento y exposición intestinal, así como sus posibles efectos en tejidos epiteliales y hepáticos.
Palabras clave: citotoxicidad, NPs ZnO, CPE, ciclo celular, nanotoxicología
Resumen en inglés

This study evaluated the presence, purification, characterization, and biological effects of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) present in infant milk formula. ZnO NPs were isolated using cloud point extraction (CPE) and subsequently purified through a surfactant removal protocol based on washing with a 1:1 acetone–isopropanol mixture, enabling the recovery of clean, stable nanoparticles free of Triton X-100. Transmission electron microscopy (TEM) showed that the isolated NPs exhibit predominantly spherical morphology, good dispersion, and no evidence of extensive aggregation, with an average size of 9.3 ± 1.9 nm. In contrast, pristine commercial ZnO NPs used as reference display primary particle sizes close to 100 nm and show well-defined particles accompanied by small clusters, indicating a moderate degree of agglomeration. Consistently, dynamic light scattering (DLS) measurements showed a mean hydrodynamic diameter of ~299 nm and a polydispersity index (PDI) of 0.261 for pristine NPs, whereas infant-milk-formula–derived ZnO NPs exhibited a hydrodynamic size of ~289 nm with higher polydispersity (PDI = 0.364). The cellular effects of both pristine and infant-milk-formula–derived ZnO NPs were evaluated in representative models of intestinal epithelium (Caco-2, HT29) and hepatic parenchyma (AML-12). In all cases, ZnO NPs induced oxidative stress, decreased cell viability, and altered cell cycle progression in a cell-line dependent manner. Caco-2 cells showed G0/G1 arrest with reduced S phase, HT29 cells exhibited marked accumulation in G2/M, and AML-12 cells displayed high sensitivity characterized by G0/G1 arrest and a significant reduction of proliferative phases.These results demonstrate that ZnO NPs present in infant milk formula retain relevant physicochemical and biological properties after purification, and that their small size favors cellular internalization and cytotoxic activity. Overall, the findings highlight the need to reassess the safety of nano-structured zinc in infant-targeted products, considering its behavior during preparation, processing, intestinal exposure, and its potential effects on epithelial and hepatic tissues.
Palabras clave: cytotoxicity, ZnO NPs, CPE, cell cycle, nanotoxicology
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