Efeitos da mistura de nanopartículas de prata e metais não essenciais na linhagem de macrófagos murinos RAW 264.7

Abstract

Resumo: A nanotecnologia vem ocupando lugar de destaque na economia e na ciência devido às propriedades dos nanomateriais, o que os leva a ser amplamente utilizados na indústria e na pesquisa. No entanto, as nanopartículas podem representar riscos para os organismos vivos, devido a suas propriedades pró-oxidantes e de adsorção, principalmente ao coexistir em corpos de água com outros contaminantes, já conhecidos pela sua toxicidade. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de nanopartículas de prata (NPs-Ag), metais não essenciais e sua associação, na linhagem de macrófagos murinos RAW 264.7. As células foram expostas a duas concentrações de NPs-Ag (0,36 e 3,6 ?g.ml-1), duas concentrações de cloreto de Cádmio (1 e 10 ?M), duas concentrações de nitrato de Chumbo (25 e 250 ?M) e duas concentrações de cloreto de Mercúrio (15 e 150 ?M). Tais concentrações foram determinadas após um screening, com seleção de uma concentração próxima do valor da CL50 e outra concentração 10X menor, cujo efeito sobre a viabilidade das células não fosse pronunciado. As associações desses contaminantes foram determinadas de forma que as duas concentrações de nanopartículas fossem combinadas com cada concentração dos metais (Cd, Hg e Pb), completando juntamente com o grupo controle 21 grupos experimentais. Ensaios de viabilidade celular, citotoxicidade, concentração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e óxido nítrico (NO), morte celular, atividade fagocítica, dano ao DNA, potencial de membrana mitocondrial e expressão de proteínas anti-apoptóticas foram realizados após 4, 8 e 24 h de exposição aos contaminantes. As nanopartículas possuem forma arredondada, reduzido tamanho (1 a 4 nm) e são estáveis. Os ensaios de viabilidade celular, citotoxicidade, produção de EROs e de NO, morte celular apontam que após 24 h de exposição a associação dos contaminantes foram mais deletéria em comparação aos contaminantes de forma isolada. Em 4 h de exposição foi possível verificar que há recrutamento do sistema de reparo do DNA, aumento da atividade de desidrogenases e dos níveis de EROs, sugerindo que essa via pode estar desencadeando a morte celular por apoptose. Isso foi parcialmente confirmado após 8 h de exposição, com a diminuição da expressão da proteína anti-apoptótica XIAP. Nessa perspectiva, esse trabalho demonstra que a associação dos contaminantes conduz a efeitos que não foram observados ou previsíveis pela exposição isolada. Palavras-chave: Nanopartículas de prata, Cádmio, Chumbo, Mercúrio, macrófagos murinos.

Abstract: Nanotechnology has been prominent in economics and science due to the properties of nanomaterials, which leads them to be widely used in industry and research. However, nanoparticles can pose risks to living organisms due to their pro-oxidant and adsorption properties, especially when coexisting in bodies of water with other contaminants, already known for their toxicity. Thus, the objective of the present study is to evaluate the effects of silver nanoparticles (NPs-Ag), non-essential metals and their association in the murine macrophages RAW 264.7. Cells were exposed to two concentrations of NPs-Ag (0.36 and 3.6 ?g.ml-1), two concentrations of Cadmium chloride (1 and 10 ?M), two concentrations of Lead nitrate (25 and 250 ?M) and two concentrations of Mercury chloride (15 and 150 ?M). These concentrations were determined after a screening, with a concentration close to the LC 50 value and another 10X lower concentration, whose effect on cell viability was not pronounced. The associations of these contaminants were determined so that the two concentrations of nanoparticles were combined with each concentration of the metals (Cd, Hg and Pb), completing together with the control group 21 experimental groups. Cell viability assays, citotoxicity, cell proliferation, concentration of reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO), cell death, phagocytic activity, DNA damage, mitochondrial membrane potential and expression of anti-apoptotic proteins were performed after 4, 8 and 24 h exposure to the contaminants. The nanoparticles have rounded shape, reduced size (1 to 4 nm) and are stable The cell viability assays, citotoxicity, ROS and NO production, cell death indicate that after 24 h of exposure the association of contaminants is more deleterious in comparison to contaminants in isolation. In 4 h of exposure it is possible to verify that there is a recruitment of the DNA repair system, increase activity of dehydrogenases and the levels of ROS already present an increase in relation to the control group, suggesting that this path may be triggering the cell death by apoptosis. This is partially confirmed after 8 h of exposure, with decreased expression of the anti-apoptotic protein XIAP. From this perspective, this work demonstrates that the association of contaminants leads to effects that are not observed or predicted by isolated exposure. Keywords: Silver nanoparticles, Cadmium, Lead, Mercury, murine macrophages.