Efeitos de nanopartículas de ouro e prata em células de melanoma murino B16F1

Abstract

Resumo: A nanotecnologia é uma ciência em expansão. Dentre as suas aplicações, destacase o uso de nanopartículas (NPs) de ouro (AuNPs) e prata (AgNPs). As propriedades das NPs favorecem a adsorção ou complexação com outros compostos e o carregamento destes para dentro das células, o que as tornam interessantes para aplicações na área biomédica. Faltam estudos sobre o impacto das NPs no ambiente e na saúde, e pouco se sabe a respeito dos seus efeitos sobre células cancerosas. O melanoma é o tipo de câncer de pele mais agressivo, devido à alta capacidade metastática. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos das NPs de ouro e prata em células de melanoma murino B16F1, com a hipótese de que esta exposição aumenta a malignidade das células tumorais, podendo influenciar a progressão da doença. As células B16F1 foram cultivadas em meio DMEM suplementado com soro fetal bovino (SFB) a 10%, transferidas para microplacas de cultura de 96 poços e expostas por 24 h às NPs. Foram estabelecidos 11 grupos experimentais, sendo eles: 5 concentrações para AuNPs e AgNPs (0,01; 0,1; 1; 10; e 100 ng.ml-1) e um controle (contendo H2O - veículo das NPs). As NPs utilizadas foram sintetizadas por ablação a laser e caracterizadas através das análises de UV-VIS e espalhamento dinâmico de luz - DLS. Após a exposição, foram realizados ensaios de viabilidade celular (vermelho neutro e azul de tripan), análise da atividade dos transportadores de efluxo de drogas (MDR), proliferação celular (cristal violeta), ciclo celular (iodeto de propídio), nível de espécies reativas de oxigênio (ensaio com diclorofluoresceína diacetato - DCF) e migração celular (scratch). A maior parte das partículas apresentou-se com tamanho de aproximadamente 2 nm. Como resposta à exposição, as células apresentaram aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio, porém não foi detectada diferença em relação à viabilidade celular. Nos ensaios de proliferação celular foi observado o aumento em alguns grupos, mas este efeito não ocorreu quando o ensaio foi realizado com a sincronização prévia do ciclo celular. As maiores concentrações de AuNPs reduziram a atividade dos transportadores de efluxo de drogas. Houve uma diminuição de aproximadamente 2% do número de células na fase S nos grupos AgNPs 0,01 ng.ml-1 e AuNPs 0,1 e 10 ng.ml-1. Mais análises são necessárias para se entender este processo, mas o fato da exposição não afetar a viabilidade celular, migração e proliferação, além de reduzir a atividade dos transportadores de efluxo de drogas, vão contra a hipótese de que exposição a essas NPs aumente a malignidade das células de melanoma murino. Palavras chave: nanopartículas, melanoma, viabilidade, proliferação, resistência a múltiplas drogas, espécies reativas de oxigênio, ciclo celular, migração celular.

Abstract: Nanotechnology is an expanding science. Among its applications, there is the use of nanoparticles (NPs) of gold and silver. The properties of NPs may favor adsorption and complexation with other compounds that are carried into the cells, making NPs interesting for applications in the biomedicine. There are few studies about the impact of NPs on the environment and health, and less is known about these effects on cancer cells. Melanoma is the most aggressive type of skin cancer due to high metastatic capacity. The current study aimed to study the effects of gold and silver NPs on murine melanoma cells B16F1, with the hypothesis that this exposure increases the malignity of tumor cells, influencing on the progression of the disease. The B16F1 cells were cultured in DMEM medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and onto 96-well microplates, and exposed for 24 h to NPs. A total of 11 experimental groups were established: 5 concentrations for both NPs (0.01, 0.1, 1, 10, and 100 ng.ml-1) and the control (containing H2O - vehicle for NPs preparation). The NPs used in here were synthesized by laser ablation and characterized by UV-VIS and dynamic light scattering (DLS). Following exposure, analyses of cell viability (neutral red and trypan blue), proliferation (crystal violet), cycle (propidium iodide) and migration (scratch), activity of drug-efflux transporters (MDR) and reactive oxygen species (dichlorofluorescein diacetate - DCF) were performed. The majority of nanoparticles had approximated 2 nm diameter. Exposure to NPs caused increased reactive oxygen species levels, but no effects on cellular viability. Cellular proliferation increased in some of the groups, but no effect occurred in prior cell cycle synchronized cells. The highest concentrations of AuNPs reduced the activity of drugs-efflux transporters. There was an approximated 2% reduction of the number of cells in the S-phase in AgNPs 0.001 ng.ml-1 and AuNPs 0.1 and 10 ng.ml-1 groups. Further analyses are necessary to understand this process. However, the fact of exposure had not affected cell viability, migration and proliferation, and yet had reduced the activity of drugs-efflux transporters, refutes the initial hypothesis that the exposure to these NPs can increase the malignity of murine melanoma cells. Key words: nanoparticles, melanoma, viability, proliferation, multi-drug resistance, reactive oxygen species, cell cycle, cell migration.