Pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) em parceria com o Laboratório de Inflamação e Doenças Infecciosas (LIDI) da Universidade Federal de São Carlos, coordenado pela pesquisadora Fernanda de Freitas Anibal, professora do Departamento de Morfologia e Patologia da Universidade Federal de São Carlos (DMP – UFSCar), têm desenvolvido diversas investigações sobre a segurança do uso de nanopartículas industriais.
Em trabalhos publicados recentemente, os pesquisadores relatam os resultados da avaliação de segurança das nanopartículas de carbono black modificado com etilenodiamina (CB-EDA), de Dióxido de titânio (TiO2) e os nanotubos de carbono (OCNT-TEPA), todas caracterizadas pela equipe do CDMF.
As nanopartículas foram testadas em uma linhagem celular de fibroblastos de camundongos buscando entender quais possíveis danos esses materiais podem causar no organismo. Os fibroblastos foram as células escolhidas para os testes pelo fato de estarem distribuídas por todo o organismo e apresentarem um papel importante nos processos inflamatórios.
Utilizando técnicas que analisaram a viabilidade celular, as vias de estresse oxidativo, vias inflamatórias e morte celular, o grupo identificou que em concentrações maiores, essas nanopartículas são tóxicas. O mecanismo elucidado demostra que as nanopartículas podem interagir com os lipídeos da membrana celular por meio dos elétrons presentes na superfície da nanopartícula, podendo, inclusive, penetrar a célula. Tal efeito pode gerar um sinal para a célula desencadear processos fisiológicos e genéticos de proteção.
As espécies reativas de oxigênio (EROs) são sintetizadas normalmente pela célula e são responsáveis por manter a homeostase (equilíbrio) celular. Quando a célula sofre um estresse, a interação ou entrada da nanopartícula por exemplo, há aumento das EROs. O mesmo ocorre com as espécies reativas de nitrogênio (ERNs). O aumento dessas leva a inibição da função mitocondrial, e mais aumento de EROs. Como consequência ocorre ativação de genes repressores, danos no DNA e síntese de citocinas inflamatórias, como o TNF-α e a IL-6.
Os resultados apontaram que as 3 nanopartículas testadas apresentam potencial para causar um aumento significativo na síntese de EROs, ERNs, TNF-α e IL-6, levando a morte celular por apoptose em concentrações superiores a 250 µg/mL de nanopartícula de carbono e superiores as 10 µg/mL de nanopartículas de titânio.
As pesquisas foram reportadas nos artigos “Analysis of cytotoxicity and genotoxicity in a short-term dependent manner induced by a new titanium dioxide nanoparticle in murine fibroblast cells” e “New Multi-Walled carbon nanotube of industrial interest induce cell death in murine fibroblast cells“, ambos publicados no períódico Toxicology Mechanisms and Methods, e, por fim, “Apoptosis and Oxidative Stress Triggered by Carbon Black Nanoparticle in the LA-9 Fibroblast” publicado no periódico Cellular Physiology and Biochemistry.
CDMF
O CDMF, sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
