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dc.contributor.advisor1Raposo, Nádia Rezende Barbosa-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4737961T9pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Brandão, Humberto de Mello-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769391U3pt_BR
dc.contributor.referee1Brandão, Marcos Antônio Fernandes-
dc.contributor.referee1Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788539H8pt_BR
dc.contributor.referee2Maranduba, Carlos Magno da Costa-
dc.contributor.referee2Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4779945P8pt_BR
dc.contributor.referee3Brayner, Roberta-
dc.contributor.referee3Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795199D8pt_BR
dc.contributor.referee4Serapião, Raquel Varella-
dc.contributor.referee4Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763321E3pt_BR
dc.creatorPereira, Michele Munk-
dc.creator.Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4758543H6pt_BR
dc.date.accessioned2016-04-24T03:40:43Z-
dc.date.available2016-04-08-
dc.date.available2016-04-24T03:40:43Z-
dc.date.issued2013-12-17-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1172-
dc.description.abstractMulti-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and cotton cellulose nanofibers (CNFs) are interesting nanomaterials (NMs) which possess great potential for applications in various fields such as in water treatment, reinforcement materials, tissue engineering and therapeutic molecule delivery. In particular, MWCNT have emerged as a new method for gene delivery and they can be an alternative for cell and embryos transfection. However, while engineered NMs provide great benefits, we know very little about the potential effects on human health and the environment. Thus, the objectives of this study were to evaluate the potential toxicity of MWCNT and CNF in various biological model organisms (bovine fibroblast and embryo, and green microalgaes) and whether MWCNT is able to deliver exogenous DNA molecules into bovine fibroblast and embryos. In experiment 1, we evaluated in vitro the effects of NMs on bovine fibroblast viability and morphology. The results showed that low concentrations of CNF (0.02-100μg ml-1) did not cause viability loss (P>0.05) or change in cell morphology. However, at concentrations above 200μg ml-1, NFC significantly decreased cell viability (P<0.05) and changes in cell shape. Fibroblasts exposed at concentrations above 100μg ml-1 MWCNT-COOH exhibited a reduced cell viability (P<0.05) and their cell morphology was altered. In experiment 2, we examined gene expression, apoptosis response and developmental rates of in vitro produced bovine embryos that were exposed to NMs. There was no difference (P > 0.05) in the hatching, degeneration and apoptosis rate among the control, MWCNT-COOH or cotton CNF- exposed embryos. In contrast, in embryos exposed at 0.2 μg ml-1 MWCNT-COOH showed relatively higher levels (P<0.05) of the genes associated with totipotency, differentiation and response to stress. In experiment 3, we analyzed the cytotoxic response of C. vulgaris and K. flaccidum cells (green microalgae) to NMs by investigating the zeta potential, trypan blue exclusion assay, photosynthetic activity, superoxide dismutase activity, quantification of ATP levels and microscopic investigations. NMs decreased viability, photosynthetic activity and ATP levels of microalgaes cells, depending on concentration and time. Addition of NMs further induced an increase of superoxide dismutase activity and ultrastructural damage cell. In experiment 4, we have used plasmid DNA of green fluorescent protein (pGFP) in combination with MWCNT-COOH to transfect bovine fibroblast and embryos. Detection of GFP accumulation by fluorescence microscopy examination revealed that this gene was expressed in the fibroblast and the embryo (2 to 8-cell stage). However, the expression GFP was not observed in blastocyst stage. The PCR result confirmed the presence of the pGFP gene in the transfected cells (3.30% GFP+) and embryos of 2-8–cell stage (46.67% GFP+). In conclusion, under the conditions tested, the exposures to MWCNTs or CNFs in low concentrations are not toxic to bovine fibroblast cells. However, these NMs have toxic effects in green microalgaes. Especially, this work showed that MWCNT-COOH-transfection of embryo could be a simple and suitable method to introduce foreign genes in embryos and perhaps could be also useful to generate transgenic animals.pt_BR
dc.description.resumoOs nanotubos de carbono multicamadas (MWCNT) e as nanofibras de celulose (NFCs) são interessantes nanomateriais (NMs) que possuem grande potencial de aplicação em áreas como tratamento de água, reforço de materiais, engenharia tecidual e entrega de moléculas terapêuticas. Em especial, os MWCNT são promissores vetores de DNA em células e embriões de mamíferos. Porém, o desenvolvimento desta área está relacionado à padronização de sistemas para avaliar o potencial impacto dos NMs na saúde humana e ambiental. O objetivo geral deste estudo foi avaliar a toxicidade de MWCNT e NFC em diferentes modelos biológicos (fibroblastos e embriões bovinos; microalgas) e o potencial de carreamento gênico de MWCNT-COOH em fibroblastos e embriões bovinos. No experimento 1, foi avaliada a viabilidade e a morfologia dos fibroblastos cultivados in vitro expostos às NFCs e aos MWCNT-COOHs. Os resultados deste experimento revelaram que em baixas concentrações (0,02-100μg ml-1) as NFC não foram citotóxicas (P = 0,06). Porém, concentrações acima de 200 μg ml-1 NFC diminuíram a viabilidade celular e causaram mudanças na morfologia das células. Para os MWCNT-COOH, a exposição dos fibroblastos a 100μg ml-1 reduziram a viabilidade (P= 0,001) e alteram a morfologia celular. No experimento 2, foram analisados os efeitos desses NMs no desenvolvimento, expressão gênica e apoptose in situ de embriões bovinos produzidos in vitro. Neste ensaio, os NMs não influenciaram o desenvolvimento (P=0,24) e o índice de apoptose embrionária (P=0,82). Contudo, os MWCNT-COOH alteraram a expressão de genes (P=0,02) relacionados à totipotência, diferenciação e estresse celular de forma mais acentuada quando comparada às NFCs. No experimento 3, o potencial ecotóxico das NFCs e dos MWCNTs foi estudado em microalgas Chlorella vulgaris e Klebsormidium flaccidum mediante análise de Potencial Zeta, viabilidade celular, atividade fotossintética e de enzimas antioxidativas, quantificação dos níveis de ATP e microscopia eletrônica. Os resultados revelaram que os MWCNTs e as NFCs afetaram a viabilidade (P<0,001), a fotossíntese (P<0,05), a atividade de enzimas antioxidativas (P<0,05), os níveis de ATP (P<0,05) e a morfologia celular das microalgas em concentrações, tempos e sistemas de cultura específicos. No experimento 4, os fibroblastos e embriões bovinos foram transfectados com MWCNT-COOH complexados ao plasmídeo contendo o gene que codifica a proteína verde fluorescente (pGFP). As análises de microscopia de fluorescência detectaram que o gene GFP foi expresso nas células e nos embriões no estágio inicial de desenvolvimento (2 a 8 células). Entretanto, a expressão de GFP não foi observada no estágio de blastocisto. A análise por PCR confirmou a presença do gene GFP nos fibroblastos (3,30% GFP+) e embriões de 2-8–células (46,67% GFP+). Em conclusão, nas condições testadas, a exposição de fibroblastos a baixas concentrações de MWCNT-COOH ou NFC não causaram impacto na viabilidade e morfologia celular. Entretanto, os MWCNTs e as NFCs foram citotóxicas para as microalgas estudadas. O uso de MWCNT-COOH como vetor de DNA em embriões bovinos mostrou-se promissora, o que abre possibilidades de geração de animais transgênicos por este método.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Forapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentFaculdade de Medicinapt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Saúde Brasileirapt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectNanotubos de Carbonopt_BR
dc.subjectNanofibras de Celulosept_BR
dc.subjectNanotoxicologiapt_BR
dc.subjectCarreamento gênicopt_BR
dc.subjectCarbon nanotubespt_BR
dc.subjectCellulose nanofiberspt_BR
dc.subjectNanotoxicitypt_BR
dc.subjectGene deliverypt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINApt_BR
dc.titleAvaliação da toxicidade de nanomateriais em diferentes modelos biológicos e aplicações na transfecção gênicapt_BR
dc.typeTesept_BR
Appears in Collections:Doutorado em Saúde (Teses)



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