Attività

Gli sviluppi nel campo delle nanoscienze e delle nanotecnologie negli ultimi decenni hanno aperto nuove prospettive per il controllo e la manipolazione delle proprietà dei materiali attraverso la riduzione della dimensione particellare alla nanoscala (1-100 nm). Questo ha portato allo sviluppo di numerosi nuovi prodotti e applicazioni, o al loro miglioramento, in un’ampia varietà di settori, incluso quello agroalimentare. La nanotecnologia è una delle sei Tecnologie Chiave Abilitanti (Key Enabling Technologies, KET).

Al di là dei benefici attesi, l’uso dei nanomateriali ha generato il timore che le medesime caratteristiche nanometriche che li rendono desiderabili in innumerevoli applicazioni li possano anche rendere pericolosi per la salute umana. Questi timori originano dai cambiamenti nelle proprietà fisicochimiche dei materiali che si verificano quando le particelle sono prodotte sulla nanoscala, cambiamenti che possono modificare il comportamento biologico delle particelle e portare a effetti avversi diversi o inattesi rispetto al materiale convenzionale equivalente (non sulla nanoscala). In particolare, le nanoparticelle possono attraversare le barriere delle membrane biologiche che normalmente prevengono l’ingresso di materiale particellare più grande nelle cellule e nei tessuti.

Rispetto alle sostanze chimiche convenzionali, la caratterizzazione fisicochimica e la valutazione tossicologica dei nanomateriali sono più complesse. Sebbene il paradigma di valutazione del rischio corrente sia giudicato complessivamente applicabile ai nanomateriali, sono necessari certi adattamenti metodologici per tenere conto della natura particellare nanometrica dei nanomateriali.

L'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) ha messo a punto due documenti di guida sulla valutazione del rischio nel 2021. Uno delinea la valutazione scientifica dei rischi e le strategie per le prove tossicologiche sui nanomateriali per garantire la protezione dei consumatori, mentre l’altro presenta i requisiti tecnici per stabilire la presenza di particelle di piccole dimensioni in prodotti convenzionali (vale a dire, non ingegnerizzati sulla nanoscala) e descrive come valutare gli eventuali rischi associati.

La valutazione del rischio dei nanomateriali richiede l’impiego di approcci basati sull’integrazione delle evidenze. Le specificità sulla nanoscala sono integrate nel processo di valutazione del rischio sotto forma di ipotesi fondate sulle proprietà nanometriche. Le New Approach Methodologies (NAM), alternative alla sperimentazione animale, sono la scelta d’elezione per generare le informazioni necessarie a verificare tali ipotesi e migliorare la comprensione meccanicistica dei processi tossicocinetici e tossicodinamici sulla nanoscala. Gli approcci integrati alla sperimentazione e alla valutazione (Integrated Approaches to Testing and Assessment, IATA) sono quindi impiegati per l’integrazione delle evidenze sull’uomo, sugli animali e di quelle derivanti dalle NAM. Questo quadro concettuale è orientato al Next Generation Risk Assessment (NGRA) e si giova di approcci di valutazione del rischio orientati dall’esposizione e guidati da ipotesi.

Il gruppo nanosicurezza del Dipartimento Sicurezza Alimentare, Nutrizione e Sanità Pubblica Veterinaria opera in questo contesto ed è attivo nelle seguenti aree:

• Caratterizzazione fisicochimica di nanomateriali e altri materiali particolati e loro determinazione analitica in alimenti e in campioni biologici
• Valutazione tossicologica, con particolare rilievo all’uso delle NAM per la generazione delle evidenze, per esempio, attraverso metodi in chemico (solubilità, velocità di dissoluzione/degradazione, digestione GI umana simulata, degradazione lisosomiale) e in vitro (modelli avanzati della barriera intestinale per l’assorbimento e la traslocazione particellare, modelli cellulari per la valutazione della tossicità in tessuti e organi)
• Valutazione del rischio dei nanomateriali e altri materiali particolati sia a livello nazionale sia a supporto delle attività EFSA, quali il Cross-cutting working group Nanotechnology (valutazione di novel food, additivi alimentari, additivi per i mangimi, materiali a contatto con gli alimenti, pesticidi) e l’EFSA Network for Risk Assessment of Nanotechnologies in Food and Feed; Messa a punto di approcci armonizzati a livello internazionale in sede OCSE, con la guida della delegazione nazionale nello specifico gruppo di lavoro (Working Party on Manufactured Nanomaterials, WPMN).

Le attività analitiche sono svolte in una facility unica in camera bianca, che comprende attrezzature e strumentazioni analitiche avanzate come single particle-ICP-MS e AF4-UV-MALS-DLS-ICP-MS. Questa struttura è il Laboratorio Nazionale di Riferimento (LNR) per i nanomateriali negli alimenti ed è uno dei sei laboratori esperti europei che supportano il Joint Research Centre della Commissione Europea (Ispra) nell’area dello sviluppo e dell’armonizzazione di metodi analitici a fini normativi attraverso il Nanomaterials in Food Laboratory Group (NIF-LAG).

In ambito tossicologico, il gruppo ha instaurato numerose collaborazioni con partner in Italia (Università di Milano, Università di Roma Tor Vergata, IRCCS-Mario Negri) e a livello internazionale (ANSES, RIVM, Vrije Universiteit Brussel), ha partecipato a numerosi progetti nazionali ed europei e coordina progetti europei finanziati dall’EFSA nell’area delle NAM, come NANOCELLUP e NAMS4NANO.

Il gruppo è l’organizzatore della serie dei Convegni Nazionali ‘Nanotecnologie e Nanomateriali nel Settore Alimentare e loro Valutazione di Sicurezza’ (2013, 2016, 2019, 2023).