Control nanohabilitado de A. flavus y F. proliferatum: inhibición del crecimiento fúngico y la biosíntesis de micotoxinas por nanopartículas de óxido de zinc

Por qué importa un grano más seguro

El maíz es uno de los alimentos básicos más importantes del mundo, alimentando a personas y ganado por todo el planeta. Sin embargo, este grano familiar puede albergar silenciosamente mohos tóxicos que dañan el hígado, debilitan el sistema inmunitario e incluso promueven el cáncer. Los tratamientos químicos tradicionales para mantener a raya estos hongos pueden dejar sus propios residuos y plantear problemas ambientales. Este estudio explora un giro nuevo desde la nanotecnología: el uso de diminutas partículas de óxido de zinc para detener tanto el crecimiento de hongos peligrosos como la producción de sus toxinas en sistemas basados en maíz.

Partículas diminutas con una gran tarea

Los investigadores se centraron en dos culpables notorios que contaminan con frecuencia el maíz: Aspergillus flavus, que produce aflatoxinas, y Fusarium proliferatum, que genera fumonisina B1. Estas toxinas están entre los contaminantes alimentarios más dañinos conocidos. En lugar de fungicidas convencionales, el equipo fabricó nanopartículas de óxido de zinc: cristales en forma de varilla ultrapequeños de un material ya utilizado en protectores solares, recubrimientos y envases alimentarios. Mediante calentamiento asistido por microondas, obtuvieron nanorodillos de óxido de zinc de alta pureza y bien formados, y verificaron cuidadosamente su tamaño, forma y estructura con herramientas como difracción de rayos X y microscopía electrónica.

Cómo se detienen los hongos

Para ver si estas varillas de tamaño nanométrico podían combatir a los hongos, los científicos expusieron las dos especies de moho a distintas concentraciones de nanopartículas. A 150 partes por millón—un nivel relativamente bajo—las partículas redujeron el crecimiento de A. flavus en aproximadamente tres cuartos y casi eliminaron el crecimiento de F. proliferatum. En contraste, una sal de zinc ordinaria no mostró tal efecto en las mismas condiciones. Imágenes a alta magnificación de los hongos tratados revelaron filamentos encogidos y colapsados y una formación de esporas alterada, lo que indica que las nanopartículas dañaron físicamente las células fúngicas e interfirieron con su capacidad de reproducirse.

Silenciando los venenos ocultos

Aún más llamativo que la ralentización del crecimiento fue lo que ocurrió con la producción de toxinas. A la misma concentración de 150 partes por millón, las nanopartículas de óxido de zinc prácticamente suprimieron la formación de aflatoxinas—reduciendo dos aflatoxinas principales entre un 99 y un 99,9 por ciento—y disminuyeron los niveles de fumonisina B1 en alrededor de un 85 por ciento. Los análisis químicos de los líquidos de cultivo mostraron que las señales de toxinas casi desaparecieron en las muestras tratadas. Esta fuerte caída en las toxinas fue mayor de lo que cabría esperar solo por la reducción de biomasa fúngica, lo que sugiere que las nanopartículas estaban perturbando la maquinaria interna de los mohos para sintetizar metabolitos secundarios, no solo matándolos o privándolos de nutrientes.

Pistas sobre el funcionamiento interno

El equipo discute varias maneras interconectadas en que estas partículas pueden actuar. Las nanovarillas pueden generar especies reactivas de oxígeno en sus superficies, que imponen estrés oxidativo a las células fúngicas. Al mismo tiempo, iones de zinc pueden liberarse de las partículas e interferir con las membranas y los procesos de señalización. El contacto directo entre las afiladas nanovarillas y la superficie fúngica probablemente dañe además las paredes celulares y la captación de nutrientes. En conjunto, estos estreses pueden alterar los sistemas genéticos que activan las rutas de producción de toxinas, de modo que la síntesis de aflatoxinas y fumonisinas colapsa incluso antes de que se elimine toda la biomasa fúngica.

Promesa y precauciones para alimentos más seguros

Dado que el óxido de zinc ya está clasificado como reconocido generalmente como seguro en algunos usos, los autores consideran estas nanopartículas como herramientas prometedoras para la protección de alimentos y piensos, especialmente en recubrimientos, envases o sistemas de almacenamiento de granos donde podrían actuar como barreras fijas contra el moho. Su acción dual—suprimir tanto hongos como sus toxinas—ofrece una ventaja clara sobre muchos tratamientos actuales que abordan solo un lado del problema. Al mismo tiempo, el estudio enfatiza que cualquier despliegue en el mundo real debe considerar la seguridad a largo plazo y los impactos ambientales, como el comportamiento de las nanopartículas en el suelo, el agua y la cadena alimentaria. Con un control cuidadoso de la dosis, diseños de envasado inteligentes que inmovilicen las partículas y pruebas toxicológicas exhaustivas, las nanopartículas de óxido de zinc podrían formar parte de una estrategia más sostenible para mantener el maíz y otros alimentos más seguros frente a las amenazas fúngicas invisibles.

Cita: Hassan, E.A., Kilany, A.H.A.M., Mahmoud, A.L.E. et al. Nano-enabled Control of A. flavus and F. proliferatum: inhibition of fungal growth and mycotoxin biosynthesis by zinc oxide nanoparticles. Sci Rep 16, 14428 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50553-8

Palabras clave: micotoxinas, nanopartículas de óxido de zinc, seguridad del maíz, nanotecnología alimentaria, control antifúngico