| Fecha: |
2026 |
| Resumen: |
Aquesta tesi doctoral, titulada "Avançant en l'avaluació de riscos de l'exposició als nanoplàstics en condicions ambientalment realistes mitjançant models humans in vitro", aborda la creixent preocupació sobre l'impacte potencial dels nanoplàstics (NPL) en la salut humana. A mesura que la producció de plàstics i la contaminació ambiental continuen augmentant, els microplàstics i nanoplàstics han sorgit com a contaminants preocupants a causa de la seva presència generalitzada a l'aire, l'aigua i els aliments, i el seu potencial per interactuar amb els sistemes biològics. Tanmateix, el coneixement actual sobre els seus efectes sobre la salut continua sent limitat, especialment en condicions d'exposició que reflecteixin de manera realista escenaris humans. L'objectiu principal d'aquesta tesi era avançar en la comprensió dels efectes biològics induïts pels nanoplàstics en models de cèl·lules humanes, amb un enfocament particular en la incorporació de característiques materials i condicions d'exposició realistes. Per aconseguir-ho, el treball emfatitza l'ús de nanoplàstics derivats de fonts ambientalment rellevants, incloent diferents tipus de polímers i materials que contenen additius, així com dissenys experimentals que van més enllà de les proves de toxicitat aguda convencionals. La tesi està estructurada com un compendi de quatre estudis científics, cadascun dels quals aborda un aspecte complementari de l'avaluació de riscos dels nanoplàstics. El primer estudi avalua la influència de les propietats fisicoquímiques en la internalització cel·lular i les respostes biològiques a curt termini en hepatòcits humans. En comparar nanoplàstics de poliestirè (PS), tereftalat de polietilè (PET) i àcid polilàctic (PLA), els resultats demostren que materials realistes com el PET i el PLA indueixen un estrès oxidatiu, danys genotòxics i respostes inflamatòries més pronunciats que les partícules de PS model, destacant la importància de la composició del polímer i les característiques de la superfície. El segon estudi se centra en el paper dels additius comparant els nanoplàstics de PET amb el PET dopat amb titani (PET-Ti) en cèl·lules immunitàries humanes. Les troballes mostren que la presència de titani no només facilita el seguiment de partícules i la dosimetria, sinó que també modula les respostes biològiques, en particular potenciant els efectes genotòxics. Això subratlla la rellevància dels nanoplàstics que contenen additius en l'avaluació de riscos. El tercer estudi investiga l'exposició tant a curt com a llarg termini als nanoplàstics de PET-Ti en cèl·lules epitelials pulmonars (BEAS-2B). Mentre que l'exposició aguda indueix estrès oxidatiu i genotòxic primerenc, l'exposició prolongada revela alteracions biològiques més complexes i persistents, incloent-hi la senyalització inflamatòria sostinguda, la inestabilitat genòmica i els canvis fenotípics associats a les primeres etapes de la transformació cel·lular. Aquests resultats demostren que els models d'exposició a llarg termini són essencials per capturar efectes que no es poden detectar en assaigs a curt termini. El quart estudi examina l'impacte de la coexposició a nanoplàstics de PET i condensat de fum de cigarrets (CSC) en condicions a llarg termini. L'exposició combinada condueix a una major genotoxicitat i fenotips relacionats amb la transformació en comparació amb les exposicions individuals, destacant la importància de tenir en compte la complexitat de l'exposició i les interaccions entre contaminants ambientals. En general, els resultats d'aquesta tesi demostren que els efectes biològics dels nanoplàstics estan fortament influenciats per les seves propietats fisicoquímiques, la presència d'additius, la durada de l'exposició i els escenaris de coexposició. És important destacar que les troballes mostren que els enfocaments tradicionals aguts d'un sol contaminant poden subestimar els possibles riscos per a la salut associats als nanoplàstics. |
| Resumen: |
Esta tesis doctoral, titulada «Avances en la evaluación de riesgos de la exposición a nanoplásticos en condiciones ambientalmente realistas mediante modelos in vitro humanos», aborda la creciente preocupación por el impacto potencial de los nanoplásticos (NPL) en la salud humana. A medida que la producción de plásticos y la contaminación ambiental continúan aumentando, los micro y nanoplásticos se han convertido en contaminantes preocupantes debido a su amplia presencia en el aire, el agua y los alimentos, y su potencial para interactuar con sistemas biológicos. Sin embargo, el conocimiento actual sobre sus efectos en la salud sigue siendo limitado, particularmente en condiciones de exposición que reflejen de forma realista los escenarios humanos. El objetivo principal de esta tesis fue profundizar en la comprensión de los efectos biológicos inducidos por los nanoplásticos en modelos de células humanas, con especial énfasis en la incorporación de características de materiales y condiciones de exposición realistas. Para ello, el trabajo destaca el uso de nanoplásticos derivados de fuentes ambientalmente relevantes, incluyendo diferentes tipos de polímeros y materiales con aditivos, así como diseños experimentales que van más allá de las pruebas convencionales de toxicidad aguda. La tesis se estructura como un compendio de cuatro estudios científicos, cada uno de los cuales aborda un aspecto complementario de la evaluación de riesgos de los nanoplásticos. El primer estudio evalúa la influencia de las propiedades fisicoquímicas en la internalización celular y las respuestas biológicas a corto plazo en hepatocitos humanos. Al comparar nanoplásticos de poliestireno (PS), tereftalato de polietileno (PET) y ácido poliláctico (PLA), los resultados demuestran que materiales reales como el PET y el PLA inducen un estrés oxidativo, daño genotóxico y respuestas inflamatorias más pronunciados que las partículas de PS utilizadas como modelo, lo que subraya la importancia de la composición del polímero y las características de la superficie. El segundo estudio se centra en el papel de los aditivos, comparando nanoplásticos de PET con PET dopado con titanio (PET-Ti) en células inmunitarias humanas. Los hallazgos muestran que la presencia de titanio no solo facilita el seguimiento y la dosimetría de partículas, sino que también modula las respuestas biológicas, potenciando especialmente los efectos genotóxicos. Esto resalta la relevancia de los nanoplásticos con aditivos en la evaluación de riesgos. El tercer estudio investiga la exposición a corto y largo plazo a nanoplásticos de PET-Ti en células epiteliales pulmonares (BEAS-2B). Si bien la exposición aguda induce estrés oxidativo y genotóxico temprano, la exposición prolongada revela alteraciones biológicas más complejas y persistentes, incluyendo señalización inflamatoria sostenida, inestabilidad genómica y cambios fenotípicos asociados con las primeras etapas de la transformación celular. Estos resultados demuestran que los modelos de exposición a largo plazo son esenciales para detectar efectos que no se observan en ensayos a corto plazo. El cuarto estudio examina el impacto de la coexposición a nanoplásticos de PET y condensado de humo de cigarrillo (CSC) en condiciones de exposición prolongada. La exposición combinada produce una mayor genotoxicidad y fenotipos relacionados con la transformación en comparación con las exposiciones individuales, lo que subraya la importancia de considerar la complejidad de la exposición y las interacciones entre los contaminantes ambientales. En general, los resultados de esta tesis demuestran que los efectos biológicos de los nanoplásticos están fuertemente influenciados por sus propiedades fisicoquímicas, la presencia de aditivos, la duración de la exposición y los escenarios de coexposición. Es importante destacar que los hallazgos muestran que los enfoques tradicionales de exposición aguda a un solo contaminante pueden subestimar los riesgos potenciales para la salud asociados con los nanoplásticos. |
| Resumen: |
This doctoral thesis, entitled "Advancing the Hazard Assessment of Nanoplastic Exposure under Environmentally Realistic Conditions Using Human In Vitro Models", addresses the growing concern regarding the potential impact of nanoplastics (NPLs) on human health. As plastic production and environmental contamination continue to increase, micro- and nanoplastics have emerged as contaminants of concern due to their widespread presence in air, water, and food, and their potential to interact with biological systems. However, current knowledge on their health effects remains limited, particularly under exposure conditions that realistically reflect human scenarios. The main objective of this thesis was to advance the understanding of the biological effects induced by nanoplastics in human cell models, with a particular focus on incorporating realistic material characteristics and exposure conditions. To achieve this, the work emphasizes the use of nanoplastics derived from environmentally relevant sources, including different polymer types and additive-containing materials, as well as experimental designs that move beyond conventional acute toxicity testing. The thesis is structured as a compendium of four scientific studies, each addressing a complementary aspect of nanoplastic hazard assessment. The first study evaluates the influence of physicochemical properties on cellular internalization and short-term biological responses in human hepatocytes. By comparing polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), and polylactic acid (PLA) nanoplastics, the results demonstrate that realistic materials such as PET and PLA induce more pronounced oxidative stress, genotoxic damage, and inflammatory responses than model PS particles, highlighting the importance of polymer composition and surface characteristics. The second study focuses on the role of additives by comparing PET nanoplastics with titanium-doped PET (PET-Ti) in human immune cells. The findings show that the presence of titanium not only facilitates particle tracking and dosimetry but also modulates biological responses, particularly enhancing genotoxic effects. This underscores the relevance of additive-containing nanoplastics in hazard assessment. The third study investigates both short- and long-term exposure to PET-Ti nanoplastics in lung epithelial cells (BEAS-2B). While acute exposure induces early oxidative and genotoxic stress, prolonged exposure reveals more complex and persistent biological alterations, including sustained inflammatory signaling, genomic instability, and phenotypic changes associated with early stages of cellular transformation. These results demonstrate that long-term exposure models are essential to capture effects that are not detectable in short-term assays. The fourth study examines the impact of co-exposure to PET nanoplastics and cigarette smoke condensate (CSC) under long-term conditions. The combined exposure leads to enhanced genotoxicity and transformation-related phenotypes compared to individual exposures, highlighting the importance of considering exposure complexity and interactions between environmental contaminants. Overall, the results of this thesis demonstrate that the biological effects of nanoplastics are strongly influenced by their physicochemical properties, the presence of additives, exposure duration, and co-exposure scenarios. Importantly, the findings show that traditional acute, single-pollutant approaches may underestimate the potential health risks associated with nanoplastics. |
| Resumen: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Genètica. |
| Derechos: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.  |
| Lengua: |
Anglès |
| Documento: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Materia: |
Nanoplastics ;
Nanoplásticos ;
Avaluació de riscos ;
Hazard assessment ;
Evaluación de riesgos ;
Genètica ;
Genetics ;
Genética ;
Ciències Experimentals |
visitante ::
identificación
