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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Avaliação da segurança in vitro de nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com polietilenoglicol em linhagem de fibroblasto de pulmão de hamster (V79-4)
Authors: Graziela de Paula Ferreira Dantas
First Advisor: Carlos Alberto Tagliati
First Co-advisor: Estefania Mara do Nascimento Martins
Abstract: Os nanotubos de carbono (NTC) compreendem uma importante classe de materiais com excelentes propriedades físico-químicas, a qual tem recebido grande atenção em aplicações biológicas. Dados conflitantes em relação a seus efeitos citotóxicos têm sido relatados. Essa discrepância deve se à falta de padronização de metodologias, as quais deveriam levar em consideração não somente a dose e o tempo de exposição ao agente, parâmetro bem estabelecido na toxicologia clássica, mas também as características intrínsecas dos NTC e seu comportamento na interface com o sistema biológico. Assim, apesar da grande quantidade de dados gerados nestes últimos 10 anos, sobre a toxicidade desses nanomateriais, a nanotoxicologia é ainda um grande desafio. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas, funcionalizados com polietilenoglicol (2 kDa) modificado com pireno (MWNT- PyPEG), após a exposição da linhagem celular fibroblasto de pulmão de hamster (V79-4). A pesquisa foi conduzida por meio dos métodos MTT e Cell Titer Blue®, para estimar a viabilidade celular e por meio dos testes cometa e ensaio de micronúcleos com bloqueio de citocinese citoma (CBMN-Cyt) com (+S9) e sem (S9) ativação metabólica, para avaliar a genotoxicidade e mutagenicidade. Os resultados utilizando o método MTT, na faixa de concentrações testadas (1,2 a 18,5 µg mL1), mostraram diminuição significativa na viabilidade celular das células tratadas com MWNT- PyPEG somente da concentração de 18,5 µg mL1 em relação ao grupo controle (P <0,05) em diferentes tempos (24, 48 e 72 h). O pireno-PEG e outras concentrações não demonstraram alteração na viabilidade celular em comparação ao grupo controle. A concentração de 18,5 µg mL1 foi citotóxica, uma vez que a viabilidade celular estava abaixo da concentração inibitória de 50% (IC50). Um efeito dose-resposta foi observado quando foram utilizadas concentrações de MWNT- PyPEG entre 9,25 µg mL1 e 18,5 µg mL1. O ensaio Cell Titer Blue® realizado nas mesmas condições acima, entretanto por 24 h confirmou os resultados do MTT. Os resultados obtidos com o ensaio cometa e CBMN-Cyt (-S9) não demonstraram genotoxicidade e mutagenicidade em todas as concentrações testadas. No entanto, quando os MWNT- PyPEG foram submetidos ao ensaio CBMN-Cyt (+S9), o número de micronúcleos aumentou significativamente em relação ao controle negativo, mostrando-se similar ao controle positivo. Portanto, o processo de biotransformação dessas NP deve ser minuciosamente investigado, uma vez que esse sistema pode potencializar a interação das mesmas com o material genético, promovendo mutações e consequentemente levando ao processo de carcinogênese. Esses resultados mostram a necessidade e a importância de se fazer mais de um teste de genotoxicidade para avaliar a segurança de cada composto.
Abstract: Carbon nanotubes (CNT) comprise an important class of materials with excellent physicochemical properties, which have received great attention in biological applications. Conflicting data regarding their cytotoxic effects have been reported. This discrepancy is due to the lack of methodologies standardization, which should take into account not only the dose and time of exposure to the agent, a parameter well established in classical toxicology, but also the intrinsic characteristics of the CNT and their behavior at the interface with the system biological. Thus, despite the large amount of data generated in the last 10 years, on the toxicity of these nanomaterials, nanotoxicology is still a great challenge. The objective of this study was to evaluate the cytotoxic, genotoxic and mutagenic potential of multi walled carbon nanotubes, functionalized with polyethylene glycol modified with pyrene (MWNT- PyPEG), after exposure of the hamster lung fibroblast cell line (V79-4). The research was conducted using the MTT and Cell Titer Blue methods to estimate cell viability and by means of the CBMN-Cyt with (+S9) or without (-S9) metabolic activation tests and comet assay to evaluate the mutagenicity and genotoxicity. The MTT method, in the range of concentrations tested (1.2 to 18.5 g mL-1), showed a significant decrease in the cellular viability of cells treated with MWNT- PyPEG at the concentration of 18.5 g mL-1 in relation to the control group (P <0.05) at different times (24, 48 and 72 h). Pyrene-PEG and other concentrations showed no change in cell viability compared to the control group. The concentration of 18.5 g mL-1 was cytotoxic, since cell viability was below 50% inhibitory concentration (IC50). A dose-response effect was observed when MWNT- PyPEG concentrations were used between 9.25 g mL-1 and 18.5 g mL-1. The CellTiterBlue® assay performed under the same conditions above, and only within 24 h, confirmed the MTT results. Results obtained with the CBMN-Cyt (-S9) and comet assay did not demonstrate genotoxicity and mutagenicity in the concentrations tested. However, when the MWNT- PyPEG were subjected to the CBMN-Cyt (+S9) assay, the number of micronucleus increased significantly over the negative control, and was similar to the positive control. Therefore, the biotransformation process of these NPs must be carefully investigated, since this system can potentiate their interaction with the genetic material, promoting mutations and consequently leading to the process of carcinogenesis. These results show the need and importance of more than one genotoxicity test to evaluate the safety of each compound.
Subject: Citotoxicidade
Nanotoxicologia
Nanotubos de carbono
Fibroblasto
Nanotecnologia
Toxicologia
Hamster
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/FARB-BCCJZX
Issue Date: 15-Jun-2018
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