Avaliação dos efeitos de nanopartículas inorgânicas na toxicologia reprodutiva murina

dc.creatorGraziela de Paula Ferreira Dantas
dc.date.accessioned2024-09-18T15:46:53Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:54:42Z
dc.date.available2024-09-18T15:46:53Z
dc.date.issued2024-06-28
dc.description.abstractNanotechnology is one of the rapidly expanding research areas and has significantly contributed to various fields of science, particularly in the biomedical area. Nanomaterials (NMs) have immensely aided biotechnologies aimed at reproduction. In recent years, inorganic nanoparticles (NPs) have been one of the most researched classes of NMs due to their physicochemical properties, which allow their exploration as a theranostic tool in various biomedical applications. In this context, superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) have gained attention due to their high biocompatibility, stability, and intrinsic magnetic property (superparamagnetism). However, exposure to different types of NPs has been linked to a range of harmful effects on spermatogenesis. Thus, the objective of our study was to investigate the data in the literature regarding reproductive toxicity caused by inorganic NPs in rodent testicular cells. Additionally, we aimed to investigate the toxicity of SPIONs in vitro and in vivo in mouse testicular cells and spermatozoa. Although there is a broad understanding of the toxicity of different inorganic NPs in the articles evaluated in our systematic review, the results are highly variable due to the lack of standardization of protocols. Despite focusing on the effect of different nanoparticles on male reproduction, the mechanisms and pathways related to cellular toxicity still need to be discussed. Our in vitro and in vivo studies showed that Leydig cells and spermatozoa are sensitive to SPIONs. In vitro, we observed cytotoxicity, NP accumulation, and increased cytoplasmic volume in Leydig cells. In spermatozoa, alterations in motility, viability, DNA integrity, mitochondrial activity, and lipid peroxidation were identified after in vitro exposure to SPIONs. In vivo, we observed morphological changes in Leydig cells and the seminiferous epithelium, NP accumulation primarily in Leydig cells, decreased testosterone levels, altered seminiferous tubules, reduced daily sperm production, and DNA damage in elongated spermatids. These findings will aid in the effective development and clinical application of nanotechnology-based technologies.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/76629
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectBiologia Celular
dc.subjectNanotecnologia
dc.subjectNanopartículas
dc.subjectCélulas Intersticiais do Testículo
dc.subjectEspermatozoides
dc.subjectToxicidade
dc.subject.otherNanotecnologia
dc.subject.otherNanopartículas inorgânicas
dc.subject.otherNanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro
dc.subject.otherCélulas Leydig
dc.subject.otherEspermatozoides
dc.subject.otherToxicidade
dc.titleAvaliação dos efeitos de nanopartículas inorgânicas na toxicologia reprodutiva murina
dc.title.alternativeEvaluation of the effects of inorganic nanoparticles on murine reproductive toxicology
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Lídia Maria de Andrade
local.contributor.advisor1Guilherme Mattos Jardim Costa
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5177980302323822
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6698731647721140
local.description.resumoNanotecnologia é uma das áreas da pesquisa em constante expansão e tem colaborado para vários campos da ciência, principalmente para área biomédica. O uso de nanomateriais (NMs) tem contribuído imensamente para biotecnologias voltadas para reprodução. Nos últimos anos, as nanopartículas (NPs) inorgânicas tem sido uma das classes de NMs mais pesquisados, devido às suas propriedades físico-químicas, o que permite sua exploração como uma ferramenta teranóstica em várias aplicações biomédicas. Nesse contexto, e dentre elas, as NPs de óxido de ferro superparamagnéticas (SPIONs) têm se destacado, devido à sua alta biocompatibilidade, estabilidade e propriedade magnética intrínseca (superparamagnetismo). Entretanto, a exposição à diferentes tipos de NPs têm sido relacionadas a uma série de efeitos nocivos na espermatogênese. Assim, o objetivo do nosso estudo foi investigar os dados na literatura sobre a toxicidade reprodutiva causada por NPs inorgânicas em células testiculares de roedores. Ainda, objetivamos investigar a toxicidade de SPIONs in vitro e in vivo, em células testiculares e espermatozoides de camundongos. Embora haja uma ampla visão da toxicidade de diferentes NPs inorgânicas nos artigos avaliados em nossa revisão sistemática, os resultados são muito variáveis devido à falta de padronização dos protocolos. Apesar de focar no efeito de diferentes nanopartículas na reprodução masculina, os mecanismos e vias relacionadas à toxicidade celular foram pouco discutidos. Nossos estudos in vitro e in vivo mostraram que as células de Leydig e os espermatozoides são sensíveis às SPIONs. In vitro, observamos citotoxicidade, acúmulo de NPs e aumento do volume citoplasmático das células de Leydig. Nos espermatozoides, foram identificadas alterações na motilidade, viabilidade e integridade do DNA, na atividade mitocondrial e peroxidação lipídica após exposição in vitro a SPIONs. In vivo, observamos alterações morfológicas em células de Leydig e no epitélio seminífero, acúmulo de NPs principalmente nas células de Leydig, diminuição dos níveis de testosterona, alteração de túbulos seminíferos e diminuição da produção diária de espermatozoides e danos no DNA de espermátides alongadas. Essas descobertas ajudarão no desenvolvimento e aplicação clínica eficaz de tecnologias baseadas em nanotecnologia.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Celular

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