Avaliação ecotoxicológica de nanopartículas de Óxido de Zinco - não dopadas e dopadas por Érbio - em linhagem celular de truta arco-íris (RTG-2)

Abstract

Resumo : A nanotecnologia tem sido uma área de constante crescimento, impulsionando avanços significativos na produção e consumo de nanopartículas (NPs). Um dos aspectos cruciais no desenvolvimento das NPs é a compreensão de sua toxicidade e impacto no meio ambiente, especialmente considerando sua dispersão no ecossistema aquático, que gera preocupações acerca de seus possíveis efeitos nesse ambiente. As nanopartículas de Óxido de Zinco (NP ZnO) têm despertado grande interesse devido às suas propriedades únicas e aplicações potenciais em diversos setores industriais, sendo reconhecidas por sua elevada toxicidade para organismos aquáticos. Para avaliar a toxicidade de diferentes contaminantes, modelos in vitro que utilizam células de peixes têm se mostrado valiosos em estudos ecotoxicológicos. Esses testes são alternativas para substituir os testes in vivo de toxicologia aguda em peixes. Neste contexto, esse estudo destaca o uso da linhagem RTG-2, derivada de gônadas de truta-arco-íris, com o objetivo de avaliar os efeitos genotóxicos e citotóxicos da exposição de nanopartículas de ZnO, dopadas e não dopadas com Érbio [NP ZnO-Er]. As concentrações selecionadas (0,4; 4; 2; 4; 60; 80, 100 e 400 µg/mL) foram baseadas em estudos que comprovaram sua ação bactericida. A citotoxicidade foi avaliada através dos testes de AlamarBlue (AB), Vermelho Neutro (VN) e 5-Carboxyfluorescein Diacetate, Acetoxymethyl Ester (CFDA-AM). A genotoxicidade foi avaliada através do biomarcador genético Ensaio Cometa, utilizado para investigar possíveis danos no DNA induzidos pelas NP ZnO não dopadas e dopadas com Er. Como resultados, foram obtidos valores de IC50 de 22,07, 22,17 e 52,64 µg/mL para os indicadores AB, CFDA e VN, para NP ZnO-Er e de 113,03, 105,15 e 76,06 µg/mL para NP ZnO, respectivamente. Observou-se um potencial citotóxico superior para NP ZnO dopadas com Er quando comparadas às não dopadas. Quanto aos dados de genotoxicidade, estes apresentaram resultados significativos (p<0,05) para ambas NPs, indicando danos no DNA na linhagem RTG 2 quando exposta à dopadas e não dopadas. Esse estudo se torna relevante devido a sua contribuição para o avanço do conhecimento na área da nanotecnologia, visto que compreender a toxicidade dessas nanopartículas é essencial para maximizar os benefícios e minimizar os riscos associados ao seu uso, impulsionando o progresso da nanotecnologia e suas aplicações futuras

Abstract : Nanotechnology has been an area of constant growth, driving innovative advances in the production and consumption of nanoparticles (NPs). One of the crucial aspects in the development of NPs is the understanding of their toxicity and impact on the environment, especially considering their dispersion in the aquatic ecosystem, which raises concerns about their possible effects in this environment. Zinc Oxide nanoparticles (NP ZnO) arouse great interest due to their unique properties and potential applications in various industrial sectors, being recognized for their high toxicity to aquatic organisms. To evaluate the toxicity of different contaminants, in vitro models using fish cells have been shown to be beneficial in ecotoxicological studies. These tests are alternatives to replace in vivo acute toxicology tests on fish. In this context, this study highlights the use of the RTG-2 strain, derived from rainbow trout gonads, with the aim of evaluating the genotoxic and cytotoxic effects of exposure to ZnO nanoparticles, doped and undoped with Erbium [NP ZnO -Er]. The selected concentrations (0.4; 4; 2; 4; 60; 80, 100 and 400 µg/mL) were based on studies that proved its bactericidal action. Cytotoxicity was evaluated using the AlamarBlue (AB), Neutral Red (VN) and 5-Carboxyfluorescein Diacetate, Acetoxymethyl Ester (CFDA-AM) tests. Genotoxicity was evaluated using the genetic biomarker Cometa Assay, used to investigate possible DNA damage induced by undoped and Er-doped ZnO NPs. As results, IC50 values of 22.07, 22.17 and 52.64 µg/mL were obtained for the indicators AB, CFDA and VN, for NP ZnO-Er and 113.03, 105.15 and 76.06 µg/mL for NP ZnO, respectively. A higher cytotoxic potential was observed for ZnO NPs doped with Er when compared to non-doped ones. As for genotoxicity data, these showed significant results (p<0.05) for both NPs, reducing DNA damage in the RTG-2 lineage when exposed to doped and undoped. This study becomes relevant due to its contribution to the advancement of knowledge in the area of nanotechnology, as understanding the toxicity of these nanoparticles is essential to maximize the benefits and minimize the risks associated with their use, boosting the progress of nanotechnology and its future applications