Avaliação ecotoxicológica em linhagem celular de truta arco-íris (RTG-2) contaminadas por nanopartículas de óxido de zinco – não dopadas e dopadas com cério (Ce)

Abstract

Resumo: A nanotecnologia é uma área em constante expansão, promovendo avanços significativos na produção e uso de nanomateriais, especialmente nanopartículas (NPs). Inseridas nesse contexto, a versatilidade e multifuncionalidade das NPs possibilitam ampla aplicação em diversos setores. As nanopartículas de óxido de zinco (NPs-ZnO) se destacam devido à sua aplicação na área biomédica, onde são utilizadas em materiais antimicrobianos e fotoprotetores. Contudo, é necessário considerar as preocupações ambientais decorrentes do uso extensivo dessas NPs, uma vez que sua toxicidade pode ser alterada conforme mudanças em suas propriedades, afetando a homeostase celular por meio de danos citotóxicos e genotóxicos. Diante desse cenário, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos genotóxicos e citotóxicos de NPs-ZnO, não dopadas e dopadas com cério [NPs-ZnO (Ce)], em células RTG-2, provenientes de gônadas da espécie Oncorhynchus mykiss (truta arco-íris), em concentrações estabelecidas pela literatura (0,4; 4; 20; 40; 60; 80; 100 e 400 µg/mL). A citotoxicidade foi avaliada através dos biomarcadores Resazurina e CFDA-AM. A genotoxicidade foi medida utilizando o biomarcador genético Ensaio Cometa para investigar possíveis danos ao DNA. Como resultados foram encontrados valores de IC50 médio de 82,28 µg/mL e 243,82 µg/mL, para os tratamentos com NPs ZnO ou NPs-ZnO (Ce), respectivamente. Para os mesmos a viabilidade celular apresentou redução significativa em concentrações iguais ou superiores a 40 µg/mL (p < 0,01) e 20 µg/mL (p < 0,05), indicando um potencial citotóxico superior para NPs ZnO em comparação com NPs-ZnO (Ce). Já os resultados de genotoxicidade apresentaram resultados significativos (p < 0,05) para ambos os tratamentos, indicando danos no DNA na linhagem RTG-2 quando exposta às NPs-ZnO ou NPs ZnO (Ce), sem diferença estatística entre os grupos. Este estudo enfatiza a necessidade de regulamentação governamental para controlar a liberação de nanopartículas no meio ambiente, minimizando os riscos à saúde humana e ao ecossistema aquático

Abstract: Nanotechnology is a constantly expanding area, promoting significant advances in the production and use of nanomaterials, especially nanoparticles (NPs). Inserted in this context, the versatility and multifunctionality of NPs enable wide application in different sectors. Zinc oxide nanoparticles (NPs-ZnO) stand out due to their application in the biomedical area, where they are used in antimicrobial and photoprotective materials. However, it is necessary to consider the environmental concerns arising from the extensive use of these NPs, since their toxicity can be altered according to changes in their properties, affecting cellular homeostasis through cytotoxic and genotoxic damage. Given this scenario, this study aimed to evaluate the genotoxic and cytotoxic effects of NPs-ZnO, undoped and doped with cerium [NPs-ZnO (Ce)], in RTG-2 cells, originating from gonads of the species Oncorhynchus mykiss (trout rainbow), at concentrations established in the literature (0.4; 4; 20; 40; 60; 80; 100 and 400 µg/mL). Cytotoxicity was assessed using Resazurina and CFDA-AM biomarkers. Genotoxicity was measured using the genetic biomarker Comet Assay to investigate possible DNA damage. As a result, mean IC50 values of 82.28 µg/mL and 243.82 µg/mL were found for treatments with NPs-ZnO or NPs-ZnO (Ce), respectively. For them, cell viability showed a significant reduction at concentrations equal to or greater than 40 µg/mL (p < 0.01) and 20 µg/mL (p < 0.05), indicating a higher cytotoxic potential for NPs-ZnO in comparison with NPs-ZnO (Ce). The genotoxicity results showed significant results (p < 0.05) for both treatments, indicating DNA damage in the RTG-2 strain when exposed to NPs-ZnO or NPs-ZnO (Ce), with no statistical difference between the groups. This study emphasizes the need for government regulation to control the release of nanoparticles into the environment, minimizing risks to human health and the aquatic ecosystem