Grupo investiga se nanopartículas de interesse industrial são seguras para as células
Agência FAPESP* – Pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) e do Laboratório de Inflamação e Doenças Infecciosas da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) têm feito experimentos com células de mamíferos para avaliar a toxicidade de nanopartículas que ou já são usadas na indústria ou podem vir a ser em um futuro próximo.
Entre as variedades recentemente testadas estão nanopartículas feitas de carbono black modificado com etilenodiamina (CB-EDA), já usadas na indústria de petróleo e na área médica, por exemplo; de dióxido de titânio (TiO2), empregadas em cosméticos, alimentos e produtos de higiene pessoal; e nanotubos de carbono (OCNT-TEPA), que têm aplicações previstas em dispositivos para armazenamento e conversão de energia, sensores, semicondutores e na área de biotecnologia.
As nanopartículas foram testadas em uma linhagem celular de fibroblastos de camundongos para 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 de mamíferos e apresentarem um papel importante nos processos inflamatórios.
Utilizando técnicas que analisaram a viabilidade celular, as vias de estresse oxidativo, vias inflamatórias e de morte celular, o grupo identificou que, em concentrações maiores, essas nanopartículas são tóxicas. O mecanismo elucidado demonstra 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 à inibição da função mitocondrial (respiração celular) e elevação ainda maior 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 três nanopartículas testadas apresentam potencial para causar um aumento significativo na síntese de EROs, ERNs, TNF-α e IL-6, levando à morte celular por apoptose (morte celular programada) em concentrações superiores a 250 microgramas por mililitro (µg/mL) de nanopartícula de carbono e superiores a 10 µg/mL de nanopartículas de titânio.
As pesquisas foram divulgadas 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 periódico 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.
* Com informações do CDMF, um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na UFSCar .
