Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9289
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Type: Dissertação
Title: Citotoxicidade e genotoxicidade de nanopartículas de dióxido de titânio em células de mamíferos
Author: Almeida, Leonara Beatriz Fayer de
First Advisor: Pereira, Michele Munk
Co-Advisor: Brandão, Humberto de Mello
Referee Member: Sousa, Saulo Marçal de
Referee Member: Amaral, Danielle Luciana Aurora Soares do
Resumo: O dióxido de titânio (TiO2) é um óxido metálico encontrado facilmente na natureza e amplamente utilizado em pigmentos em virtude da capacidade de oferecer brancura e opacidade. Com o progresso da nanotecnologia, o dióxido de titânio em nanoescala (TiO2NP) também vem sendo aplicado como opacificante em tecidos, vidros, porcelana, produtos farmacêuticos e cosméticos. Além disso, tem propriedade fotocatalíticas antibacteriana. Há estudos que apontam que as TiO2NP podem ser utilizadas como carreadores de medicamentos e aditivos para alimentação animal. Em razão ao aumento da aplicação da TiO2NP bem como a exposição crescente, surge a necessidade de conhecer o comportamento das TiO2NP e seus riscos. Assim, o objetivo geral desse estudo é avaliar a citotoxicidade e genotoxicidade in vitro de TiO2NP em células de mamíferos (células do epitélio do ovário de Hamster chinês - CHO e fibroblastos bovinos). As TiO2NP (JRCNM01001a, União Europeia) foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS) afim de conhecermos o Potencial Zeta, tamanho hidrodinâmico e índice de polidispersção; pela microscopia de força atômica (AFM) para conhecermos a forma e tamanho; e pela espectroscopia de infravermelho e RAMAN para a composição química. Posteriormente, foram realizados testes de citotoxicidade e genotoxicidade, tais como avaliação da morfologia celular por microscopia de luz, a viabilidade celular pelo ensaio de Metil Tiazol Tetrazólio (MTT), e estresse oxidativo pela Superoxido Dismutase (SOD) e o ensaio de micronúcleo como teste genotóxico. Em todo os ensaios foram avaliadas as concentrações de 0,1 μg/mL, 1μg/mL, 5 μg/mL e 10 μg/mL de TiO2NP. A partir das análises feitas no DLS com TiO2NP em água deionizada, meio de cultivo com e sem soro fetal bovino observase que nas soluções de água deionizada e DMEM/F-12 os tamanhos hidrodinâmicos das TiO2NPs variaram entre 500 a 1300 nm, no entanto, quando em DMEM/F12 com SFB os tamanhos foram menores que 440 nm à 20 nm. O potencial Zeta em meio de cultivo foi em média de -14 mV, meio de cultura sem soro em média de - 21,62 mV, em água deionizada média de -4,2 mV. Com relação a forma, a AFM mostrou que as TiO2NPs se encontram sob variadas geometrias e tamanhos, desde a formas cilíndricas à cúbicas. O Infravermelho sugere a presença de superfícies hidroxiladas e no RAMAM notam-se bandas no espectro obtido em 639 cm-1, 517 cm-1 e 395 cm-1. A análise do MTT revelou que a exposição de fibroblastos bovinos às TiO2NPs não afetaram viabilidade celular (P>0,05). No entanto, em células CHO a concentração de 0,1 μg/mL de TiO2NP diminuiu a viabilidade celular e induziu a formação de micronúcleos (P<0,05). A atividade da enzima SOD em células CHO e fibroblastos bovinos não foi alterada após exposição às TiO2NP (P>0,05). Com base no ensaio de micronúcleo nenhuma das concentrações testadas foram genotóxicas para fibroblastos bovinos, no entanto para CHO 0,1 μg/mL de TiO2NP no tratamento curto e longo e 1 μg/mL de TiO2NP no tratamento longo aumentaram a frequência de micronúcleos. Em conclusão, as TiO2NPs não foram citotóxicas para fibroblastos bovinos, entretanto, a concentração de 0,1 μg/mL de TiO2NP demonstrou ser cito e genotóxica (no tratamento longo e curto), bem como 1 μg/mL de TiO2NP foi genotóxica (tratamento longo) para células CHO por alteram a viabilidade celular e induzirem a formação de micronúcleos nessas células.
Abstract: Titanium dioxide (TiO2) is a metal oxide readily found in nature and widely used in pigments because of the ability to provide whiteness and opacity. The progress of nanotechnology, titanium dioxide at the nanoscale (TiO2NP) has also been applied as an opacifier in fabrics, glass, porcelain, pharmaceuticals and cosmetics. In addition, it has photocatalytic and antibacterial properties. Moreover, TiO2NP can be applied as delivery of substances, food additives to improve the growth of cattle and increase protein synthesis in animals. Due to the increased application of TiO2NP and increasing exposure, grow the necessity to know the behavior and risk of TiO2NP. Therefore, the objective of this study is to evaluate the in vitro toxicity of titanium dioxide nanoparticles in mammalian cells (Chinese Hamster ovary epithelium – CHO and bovine fibroblast). TiO2NP were characterized by dynamic light scattering (DLS) in order to know the Zeta Potential, hydrodynamic size and polydispersity index; by atomic force microscopy (AFM) to know the shape and size; and by infrared and RAMAN spectroscopy for the chemical composition. Subsequently, cytotoxicity and genotoxicity tests were performed, such as cell morphology evaluation by light microscopy, cell viability by the Methyl Thiazole Tetrazolium (MTT) assay, and oxidative stress by Superoxide Dismutase (SOD) and the micronucleus assay as a test genotoxic. Concentrations of 0,1 μg/mL, 1 μg/mL, 5 μg/mL, 10 μg/mL of TiO2NP were evaluated in all the assays. The analyzes made in DLS with TiO2NP in deionized water, culture medium with and without fetal bovine serum, shows that in deionized water and culture medium hydrodynamic size was around 500 and 1300 nm, however in culture medium with fetal bovine serum the size range from 440 nm to 20 nm. The zeta potential in culture medium was around – 14 mV, culture medium with fetal bovine serum was around -21,6 mV and deionized water was around – 4,2 mV. According to AFM the TiO2NPs reveals different geometries and sizes, since cylindrical to a cubic forms. According the MTT method, the exposure of bovine fibroblasts to TiO2NPs did not affect cell viability. We evaluated the activity of the SOD enzyme in CHO cells and bovine fibroblasts, however, none of the TiO2NP concentrations altered the activity of this enzyme (P> 0.05). Based on the MN assay none of the concentrations tested were genotoxic for bovine fibroblasts, however for CHO 0,1 μg/mL TiO2NP in the short and long treatment and 1 μg/mL TiO2NP in the long treatment increased the micronucleus frequency. TiO2NPs were not cytotoxic to bovine fibroblasts, nevertheless, the concentration of 0,1μg/mL of TiO2NP was shown to be cytotoxic and genotoxic (long and short treatment) as well as 1 μg / mL TiO2NP was genotoxic (long treatment) for CHO cells because they alter cell viability and induce micronuclei in these cells.
Keywords: Cultivo celular
CHO
Fibroblasto bovino
Nanotoxicidade
Cell culture
CHO
Bovine fibroblast
Nanotoxicity
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia
Access Type: Acesso Embargado
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9289
Issue Date: 1-Feb-2019
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Dissertações)



Items in DSpace are protected by Creative Commons licenses, with all rights reserved, unless otherwise indicated.