Citotoxicidade de nanopartículas de óxido de zinco e dióxido de titânio em células de melanoma murino expostas à luz UV

Abstract

Resumo: No Brasil, o câncer de pele é o mais frequente e corresponde a 30% de todos os tumores malignos. A principal causa é a exposição à luz solar, a qual contém radiações ultravioletas danosas para os seres humanos. A melhor prevenção deste tipo de câncer é o uso de protetor solar, o que tem levado ao aumento da utilização destes produtos. Dentre os componentes dos protetores, as nanopartículas de ZnO e TiO2 (filtros físicos) são os mais eficientes. Contudo, há poucos estudos que evidenciam os efeitos biológicos dessas NPs, principalmente no melanoma já formado. Desta maneira, o objetivo deste trabalho foi verificar a influência das NPs, com e sem exposição simultânea da luz UV sobre células de melanoma murino (B16F1). Para isso, foram realizados testes para verificar a citotoxicidade dessas NPs, individualmente e na forma de misturas. As células foram cultivadas e expostas a diferentes concentrações das NPs individuais (1, 5, 10, 30 e 50 ?g.ml-1) e misturas (1, 5 e 10 ?g.ml-1) durante 24h. Para o experimento com a luz UV, logo após a exposição às NPs, um aparato com a luz foi colocado sobre as placas de cultura contendo as células, com exposição das células a luz por 60 min (45 mJ/cm2). Nenhuma das NPs promoveu efeito na migração e no ciclo das células B16F1. As concentrações de 30 e 50 ?g.ml-1 de ZnO-NP promoveram redução da viabilidade, proliferação, produção de espécies reativas de oxigênio e atividade dos transportadores de efluxo de drogas, com e sem a exposição simultânea da luz UV. Com a exposição UV, a ZnO-NP também levou a redução da viabilidade e proliferação nas concentrações 5 e 1 ?g.ml- 1, respectivamente. A TiO2-NP, sem a exposição à luz UV, não levou à alteração na viabilidade, proliferação, produção de espécies reativas de oxigênio em nenhuma das concentrações, mas causou aumento na atividade dos transportadores de efluxo de drogas na maior concentração (50 ?g.ml-1). Já com a exposição à luz UV, a TiO2-NP levou a redução na proliferação nas concentrações 10, 30 e 50 ?g.ml-1; na redução produção de ROS nas concentrações 30 e 50 ?g.ml-1; e redução na atividade dos transportadores na menor concentração (1 ?g.ml-1). Com relação às misturas, houve efeito de mistura com aumento da viabilidade das células na menor concentração (1 ?g.ml-1) em relação às NPs sozinhas. Houve também um aumento na atividade dos transportadores de efluxo de drogas na concentração intermediária (5 ?g.ml-1). Além disso, a exposição UV também reduziu a proliferação em todas as concentrações (1, 5 e 10 ?g.ml-1); reduziu a produção de espécies reativas de oxigênio na menor concentração (1 ?g.ml-1); e promoveu efeito de interação das NPs na menor concentração (1 ?g.ml-1). Dessa maneira, os resultados obtidos e os pontos apresentados neste trabalho reafirmam a necessidade de haver mais estudos sobre as nanopartículas ZnO e TiO2, uma vez que já existem indícios de que estas podem causar vários danos ao organismo, principalmente quando expostas à luz UV. Palavras-chave: Melanoma. B16F1. ZnO. TiO2. Nanopartículas. UV. Toxicologia. Viabilidade. Proliferação. MDR. Espécies reativas de oxigênio.

Abstract: In Brazil, skin cancer is the most frequent and accounts for 30% of all malignant tumors. The main cause is exposure to sunlight, which contains harmful ultraviolet radiation for humans. The best prevention of this type of cancer is the use of sunscreen so that the use of these products has been growing. Among the components of the shields, the nanoparticles of ZnO and TiO2 (physical filters) are the most efficient. However, there are few studies on the biological effects of these NPs, especially in the melanoma cells. This way, the aim of this study was to verify the influence of NPs, with and without simultaneous exposure of UV light on cells of a murine melanoma (B16F1). For this, tests were performed to verify the cytotoxicity of these NPs, individually and in the form of mixtures. Cells were cultured and exposed to different concentrations of the individual NPs (1, 5, 10, 30 and 50 ?g.ml-1) and mixtures (1, 5 and 10 ?g.ml-1) for 24h. For the experiment with UV light, after exposure to the NPs, the cell microplate was placed under an apparatus with light for 60 min (45 mJ / cm2). The concentrations of 30 and 50 ?g.ml-1 of ZnO-NP promoted a decrease of viability, proliferation, reactive oxygen species production and activity of drug-efflux transporters, with and without simultaneous exposure of UV light. With UV exposure, ZnO-NP also reduced the viability and proliferation at concentrations 5 and 1 ?g.ml-1, respectively. TiO2-NP, without exposure to UV light, did not lead to alteration of cell viability, proliferation, production of reactive oxygen species (ROS) at any of the concentrations, but caused increased activity of efflux transporters at the highest concentration (50 ?g.ml-1). With the exposure to UV light, TiO2-NP led to reduction of cell proliferation at concentrations of 10, 30 and 50 ?g.ml-1, reduction of ROS levels at 30 and 50 ?g.ml-1; and reduction of efflux transporters activity at the lowest concentration (1 ?g.ml-1). In the mixtures, there was an increase of the activity of the efflux transporters at the intermediate concentration (5 ?g.ml-1). In addition, UV exposure also reduced cell proliferation at all concentrations (1, 5 and 10 ?g.ml-1); reduced ROS production at the lowest concentration (1 ?g.ml-1), and promoted interaction effect of the NPs in the lowest concentration (1 ?g.ml-1). In this way, although the results obtained refute the initial hypothesis concerning increase of malignancy of the melanoma cells, this study reaffirms the need for more studies on ZnO and TiO2 nanoparticles, since there are already indications that these NPs cause various cytotoxic effects particularly when therei coexposed with UV light. Keywords: Melanoma. B16F1. ZnO. TiO2. Nanoparticles. UV. Toxicology. Viability. Proliferation. MDR. ROS.