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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23166
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Avaliação toxicogenética de óxido de zinco: análise comparativa de nanopartículas e forma massiva em modelos alternativos |
Título(s) alternativo(s): | Toxicogenetic evaluation of zinc oxide: comparative analysis of nanoparticles and bulk form in alternative models |
Autor: | Honorato, Marcela Correia da Rocha |
Primeiro orientador: | Araujo-Lima, Carlos Fernando |
Primeiro coorientador: | Felzenszwalb, Israel |
Primeiro membro da banca: | Fernandes, Andréia da Silva |
Segundo membro da banca: | Fonseca, Adenilson de Souza da |
Terceiro membro da banca: | Patricio, Beatriz Ferreira de Carvalho |
Resumo: | A nanotecnologia consiste na manipulação e produção de materiais em escala nanométrica. É uma área da ciência que ganhou destaque e desenvolvimento nas últimas décadas. Devido ao tamanho reduzido, as nanopartículas possuem propriedades físicas e químicas mais intensas quando comparadas às moléculas em escala macroscópica. Em particular, as nanopartículas de Óxido de Zinco são usadas para o uso comercial devido às suas características antibacterianas, nanopesticidas e nanofertilizantes. Sua forma massiva (bulk) também é utilizada. Os efeitos nocivos do uso das nanopartículas do óxido de zinco e sua forma massiva levam à preocupação com o potencial tóxico das moléculas tanto para com os sistemas biológicos quanto para com o meio ambiente. A nanotoxicologia propõe-se a explorar os efeitos adversos dos nanomateriais. O objetivo do trabalho foi a avaliação toxicogenética das nanopartículas do óxido de zinco e sua forma massiva em modelos in vitro e in vivo, fazendo uma comparação da nocividade de ambas as formas do mesmo material. As concentrações testadas foram de 0,005 a 50μg/ml. Para o teste in vitro, com célula procariótica, foi realizado o teste de reversão bacteriana. O teste é conhecido como Teste de Ames ou Salmonella/microssoma. Possui como objetivo a identificação do potencial mutagênico de compostos químicos com o uso de cepas de Salmonella enterica sorovar Typhimurium que possuem mutações interferentes nos processos bioquímicos da síntese de histidina (His-). Os ensaios foram realizados com e sem ativação metabólica. Foram utilizadas as cepas TA97a, TA98, TA100, TA102, TA104 e TA1535. Como modelo eucariótico, foram utilizadas células da linhagem celular HepG2 (hepatocarcinoma humano), realizado o teste de sal de tetrazólio solúvel em água (WST-1) e observada a viabilidade celular através do dano mitocondrial. In vivo, foi realizado o Teste de Toxicicidade Aguda em Embriões de Peixe Zebra (Danio rerio). O teste tem a finalidade de observar a letalidade aos embriões, bem como alterações morfológicas e cardíacas neste modelo após a exposição aguda às substâncias químicas. Nos ensaios in vitro, foi observado indução de mutagenicidade induzidas pelas duas formas do Óxido de Zinco com e sem metabolização exógena por S9 mix nas cepas TA98 e TA102. Na cepa TA100, foi observado efeito mutagênico sem S9 mix, induzida pela forma bulk na maior concentração testada. Na análise de WST-1, foi observada significativa citotoxicidade de forma dose-dependente induzida pelas nanopartículas na linhagem HepG2 quando comparado à forma massiva, promovendo maior dano mitocondrial e reduzindo a viabilidade celular. No modelo in vivo, foi observado que as nanopartículas interferiram no desenvolvimento anatômico dos embriões alterando o diâmetro dos olhos e tamanho corporal. Os batimentos cardíacos não foram alterados. Em síntese, considerando os resultados positivos para toxicidade in vitro e in vivo, o óxido de zinco na forma massiva e a forma nanoparticulada, precisam ter suas aplicabilidades revistas quanto à segurança toxicológica e a ecotoxicicidade. |
Abstract: | Nanotechnology consists of the manipulation and production of materials on a nanometric scale. It is an area of science that has gained prominence and development in recent decades. Due to their small size, nanoparticles have more intense physical and chemical properties when compared to molecules on a macroscopic scale. In particular, Zinc Oxide nanoparticles are used for commercial use due to their antibacterial, nanopesticidal and nanofertilizer characteristics. Its bulk form is also used. The harmful effects of using zinc oxide nanoparticles and their massive form lead to concern about the toxic potential of the molecules for both biological systems and the environment. Nanotoxicology aims to explore the adverse effects of nanomaterials. The objective of the work was the toxicogenetic evaluation of zinc oxide nanoparticles and their massive form in in vitro and in vivo models, making a comparison of the harmfulness of both forms of the same material. The concentrations tested ranged from 0.005 to 50μg/ml. For the in vitro test, with prokaryotic cells, the bacterial reversion test was performed. The test is known as the Ames or Salmonella/microsome test. Its objective is to identify the mutagenic potential of chemical compounds using strains of Salmonella enterica serovar Typhimurium that have mutations that interfere with the biochemical processes of histidine (His-) synthesis. The assays were performed with and without metabolic activation. Strains TA97a, TA98, TA100, TA102, TA104 and TA1535 were used. As a eukaryotic model, cells from the HepG2 cell line (human hepatocarcinoma) were used, the water-soluble tetrazolium salt test (WST-1) was performed and cell viability was observed through mitochondrial damage. In vivo, the Acute Toxicity Test was carried out on Zebrafish Embryos (Danio rerio). The test aims to observe lethality to embryos, as well as morphological and cardiac changes in this model after acute exposure to chemical substances. In in vitro tests, induction of mutagenicity was observed in the Ames Test caused by the two forms of Zinc Oxide tested with and without exogenous metabolism in strains TA98 and TA102. In strain TA100, mutagenicity was observed without exogenous metabolism induced by the bulk form at the highest concentration tested. In the WST-1 analysis, greater cytotoxicity was observed in a dose-dependent manner caused by nanoparticles in the HepG2 lineage when compared to the bulk form, promoting greater mitochondrial damage and reducing cell viability. In the in vivo model, it was observed that the nanoparticles interfered with the anatomical development of the embryos, altering the diameter of the eyes and body size. The heartbeat was not changed. In summary, given the positive results for toxicity, both zinc oxide in bulk and nanoparticle form need to have their applicability reviewed in terms of toxicological safety and ecotoxicity. |
Palavras-chave: | Nanotoxicologia Nanopartículas de óxido de zinco Toxicidade Nanotoxicology Zinc oxide nanoparticles Toxicity Nanotecnologia - Instrumentação Sobrevivência celular - Efeitos dos fármacos Óxido de Zinco - Toxicidade Testes de mutagenicidade - Métodos |
Área(s) do CNPq: | CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::MUTAGENESE |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biociências |
Citação: | HONORATO, Marcela Correia da Rocha. Avaliação toxicogenética de óxido de zinco: análise comparativa de nanopartículas e forma massiva em modelos alternativos. 2024. 59 f. Dissertação (Mestrado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23166 |
Data de defesa: | 2-Abr-2024 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Biociências |
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