Efecto citotóxico, genotóxico y genómico del material particulado producto de la combustión de motores diésel y diésel-gas natural con y sin nanoaditivos carbonosos en la línea celular pulmonar A549

Las partículas de escape de diésel (DEPs) representan uno de los principales contaminantes atmosféricos y se han relacionado con efectos adversos significativos para la salud, incluidos citotoxicidad, genotoxicidad y estrés oxidativo. Aunque el gas natural (NG) se considera un combustible alternativo más limpio por su menor emisión de contaminantes, los efectos biológicos de las emisiones derivadas de sistemas duales diésel-gas natural son poco comprendidos. Además, los nanotubos de carbono funcionalizados (CNTF) han surgido como aditivos potenciales para reducir emisiones, pero sus impactos biológicos tras el proceso de combustión permanecen inexplorados. En este trabajo se evaluaron las DEPs (PM2.5) generadas en motores diésel y duales diésel-gas natural, así como aquellas derivadas de mezclas con CNTF en dos sistemas de combustión: un motor de camión y un motogenerador estático. Los efectos en células pulmonares humanas (A549) se estudiaron mediante ensayos de viabilidad celular, apoptosis, estrés oxidativo, daño al ADN, análisis de expresión génica diferencial (RNAseq) y evaluación de metilación de ADN. Los resultados mostraron que las DEPs de diésel redujeron la viabilidad celular en un 31 %, indujeron apoptosis y daño genotóxico significativo, asociados con altas concentraciones de especies reactivas de oxígeno (ROS) y niveles elevados de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs). Por el contrario, las DEPs generadas en modo dual presentaron una reducción menor en la viabilidad celular (19,2 %), con menor producción de ROS y sin evidencias de daño al ADN, lo que refleja su menor toxicidad relativa. La incorporación de CNTF a los combustibles diésel y diésel-gas natural modificó la morfología y el tamaño de las DEPs, redujo el contenido de HAPs y mitigó significativamente los efectos tóxicos, disminuyendo la producción de ROS, el daño al ADN y la apoptosis. El análisis transcriptómico reveló cambios específicos en la expresión génica relacionados con el estrés oxidativo y la reparación del ADN en células expuestas a DEPs de diésel, mientras que las DEPs de combustión dual y las mezcladas con CNTF provocaron alteraciones génicas menos pronunciadas. Por otro lado, el análisis de metilación mostró patrones diferenciales, particularmente en genes vinculados al control del estrés oxidativo y la respuesta al daño genotóxico, lo que respalda el efecto protector de los sistemas duales y los CNTF. En conclusión, este estudio proporciona evidencia integral de los efectos biológicos de las DEPs generadas en diferentes sistemas de combustión y demuestra que el uso de combustibles duales y CNTF puede reducir de manera efectiva la toxicidad de estas emisiones. Estos hallazgos contribuyen al diseño de estrategias de combustión más limpias, destacando su potencial para mitigar los riesgos para la salud asociados con la contaminación atmosférica y promover alternativas sostenibles y eficientes en el sector energético.

• Autores: Pino Bustamante, Juan Sebastián
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad de Antioquia
• Repositorio: Repositorio UdeA
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/47919
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10495/47919
• Palabra clave: Daño del ADN; DNA damage; Material Particulado; Particulate Matter; Genotoxicidad; Genotoxicity; RNA-Seq; Metilación; Methylation; Combustibles diésel; Diesel fuels; Motores diésel; Diesel motor; Motores de combustión interna; Internal combustion engines; http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh88006186; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D052638; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D000081246; https://id.nlm.nih.gov/mesh/D008745; ODS 3: Salud y bienestar. Garantizar una vida sana y promover el bienestar de todos a todas las edades; ODS 7: Energía asequible y no contaminante. Garantizar el acceso a una energía asequible, fiable, sostenible y moderna para todos; ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles. Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles; ODS 13: Acción por el Clima. Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos
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