Avaliação da toxicidade das nanopartículas de dióxido de titânio(TIO2) e chumbo inorgânico pb(II) em Rhamdia quelen (Siluriformes, heptapteridae) através de ensaio agudo via injeção intraperitoneal

Abstract

Resumo: As Nanopartículas de dióxido de titânio (NpTiO2) fazem parte de uma inovação tecnológica que é amplamente explorada por diferentes setores industriais, entretanto, os efeitos desta nanopartícula no ambiente ainda são desconhecidos. Estresse oxidativo, citotoxicidade, neurotoxicidade e alterações na expressão de alguns genes são algumas das implicações relatadas em estudos in vivo e in vitro. O chumbo apesar de reconhecidamente tóxico, ainda é empregado na produção de acessórios para pesca, tintas, baterias, e serviços metalúrgicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a toxicidade das NpTiO2 e Chumbo inorgânico (PbII), quando injetados no peixe de forma isolada ou em associação, isto devido à capacidade da nanopartícula adsorver íons e moléculas em sua superfície. Exemplares da espécie Rhamdia quelen (jundiá) foram submetidos ao ensaio agudo (96 horas), através de duas injeções intraperitoneais. Os espécimes foram divididos em 11 tratamentos: Controle negativo (CNN), Controle Negativo 1(CN1), Controle negativo 2 (CN2), 0,5ng/g NpTiO2+H2O(NP1), 5ng/g NpTiO2+H2O(NP2), 50ng/g NpTiO2+H2O(NP3), H2O+40?g/g Pb(NO3)2 (Pb), 0,5ng/g NpTiO2+40?g/g Pb(NO3)2 (NP1+Pb), 5ng/g NpTiO2+40?g/g Pb(NO3)2 (NP2+Pb), 50ng/g NpTiO2+40?g/g Pb(NO3)2 (NP3+Pb), Controle positivo (0,5?g/g MMS). Os três controles negativos foram tratados com nenhuma (CNN), uma (CN1) e duas (CN2) injeções de água destilada, com o objetivo de avaliar se a variável volumétrica administrada poderia alterar as respostas dos biomarcadores aqui utilizados. Após 96 horas, os animais foram sacrificados e os tecidos coletados. Foram realizados o teste de micronúcleo písceo com eritrócitos, o ensaio cometa com os tecidos sanguíneo, cerebral, hepático e renal. Para a análise dos biomarcadores bioquímicos foram utilizadas porções do fígado, cérebro e músculo, e para a quantificação de metal foram coletas as vísceras. O teste de micronúcleo písceo e alterações morfológicas nucleares não apresentou diferença entre os tratamentos. O ensaio cometa apresentou aumento de danos ao DNA nos tratamentos NP1 e NP2 para eritrócitos, NP1, NP3 e NP2+Pb para tecido renal, e houve uma redução de danos em NP1+Pb em tecido cerebral. Foi observado aumento da atividade da GST no grupo NP1 e NP2+Pb. A concentração de GSH aumentou em todos os tratamentos, associados e isolados. O tratamento de NP1+Pb induziu a SOD e inibiu a CAT. A enzima AChE muscular teve uma inibição em todas as doses de nanopartículas isoladas, enquanto que na AChE cerebral só houve a indução no tratamento de NP1+Pb. Foi observado um aumento da peroxidação lipídica dos tratamentos NP1, NP2 e NP1+Pb. Não foi observada nenhuma resposta padrão, dos tratamentos de associação entre as nanopartículas e o metal, que evidencie a interação entre contaminantes. Palavras chave: nanomateriais, toxicidade, ensaio cometa, peixe, biomarcadores enzimáticos.

Abstract: Titanium dioxide nanoparticles (NpTiO2) are part of a technological innovation that is widely used by different industrial sectors; however, the effects causebd by them in the environment remain unknown. Oxidative stress, cytotoxicity, neurotoxicity and alteration in gene expression are some implications reported by in vivo and in vitro studies. Although recognized as toxic, lead is still used in the production of accessories for fishing, paints, batteries and metallurgical services. Thus, the aim of this work was to evaluate toxicity of NpTiO2 and inorganic lead (PbII), when they were injected into fish, alone or in association, mainly due to the ability of nanoparticles to adsorb ions and molecules on its surface. Specimens of Rhamdia quelen (common name: catfish) were submitted to acute test (96 hours), by two intraperitoneal injections (i.p.). Then, they were divided into 11 treatments: Negative Control (NC), Negative Control 1 (NC1), Negative Control 2 (NC2), 0.5 ng / g NpTiO2 + H2O (NP 1), 5 ng / g NpTiO2 + H2O (NP 2), 50ng / g NpTiO2 + H2O (NP3), H2O + 40?g / g Pb(NO3)2 (Pb), 0.5 ng / g NpTiO2 + 40?g / g Pb(NO3)2 (NP1 + Pb), 5ng / g NpTiO2 + 40?g / g Pb(NO3)2 (NP2 + Pb), 50ng / g + NpTiO2 40?g / g Pb(NO3)2 (NP3 + Pb), Positive Control (PC: 5?g / g MMS). The negative controls were treated with no (CNN), one (CN1) or two (CN2) injections of distilled water, in order to evaluate whether given variable volume could alter the biomarkers used in this study. After 96 hours, fish were sacrificed and samples collected. The piscine micronucleus test was performed as well as the comet assay with erythrocytes, brain, liver and kidney tissue. For biochemical analysis, liver parts were used, as brain and muscle tissues, to verify enzyme activity. About the lead quantification, this was performed in the fish viscera, using a pool of samples. The piscine micronucleus test and nuclear morphological alterartions did not differ between treatments. Otherwise, comet assay showed an increased in DNA damage in NP1 and NP2 treatments for erythrocytes, NP1, NP3 and NP2 + Pb for kidney tissue, and there was a reduction observed in DNA damage on group NP1 + Pb, in brain tissue. About biochemical biomarkers, there was an increase of GST activity in NP1 and NP2 + Pb group. In the same way, GSH concentration increased in all treatments in association with Pb and in isolated groups. Treatment of NP1 + Pb induced SOD and inhibited CAT activity. Muscle acetylcholinesterase inhibition was observed on groups exposed to isolated nanoparticles for all concentrations, whereas brain acetylcholinesterase activity was only induced in NP1 + Pb treatment. An increase in lipid peroxidation of treatments NP1, NP2 and NP1 + Pb was observed. In conclusion, there has been no standard response in association treatments between nanoparticles and the metal (Pb) that reveals the interaction between contaminants. Keywords: nanomaterials, toxicity, comet assay, fish, enzymatic biomarkers.