Avaliação da Citotoxicidade e Genotoxicidade de Nanomateriais de Celulose em Células do Trato Respiratório

Abstract

Os nanomateriais (NM) possuem diversas propriedades físico-químicas únicas para utilização em diferentes áreas e aplicações. O desenvolvimento da nanotecnologia tem levado à produção de um número crescente de NM, por exemplo, nanomateriais de celulose (CNM). Com o aumento da sua utilização em diversas indústrias e produtos, a exposição humana a estes CNM irá acentuar-se, ocorrendo a necessidade da avaliação da sua segurança. A literatura já existente tem reportado resultados de toxicidade incoerentes, tanto positivos como negativos, justificando a necessidade de mais investigação nesta área. O trabalho desenvolvido teve o objetivo de avaliar a citotoxicidade e genotoxicidade de CNM, mais especificamente, microfibrilas de celulose (CMF) e nanocristais de celulose (CNC), em células do trato respiratório, nomeadamente, células tumorais do epitélio alveolar humano (células A549) e fibroblastos pulmonares de hamster chinês (células V79). Avaliou-se a citotoxicidade através dos ensaios do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2-5-difeniltetrazólio (MTT) e clonogénico e a genotoxicidade pelos ensaios do cometa e do micronúcleo com bloqueio da citocinese (CBMN). A análise dos resultados mostrou que a exposição de células A549 a 7,2 - 240 μg/mL (1,5 - 50 μg/cm2) de CNC não induziu qualquer efeito citotóxico ou genotóxico. No entanto, após exposição às mesmas concentrações de CMF já se observaram efeitos citotóxicos em células V79, uma vez que se verificou uma diminuição estatisticamente significativa da capacidade de formação de colónias, após 4 dias de tratamento com as duas concentrações mais elevadas (120 e 240 μg/mL). Contudo, a CMF não provocou qualquer citotoxicidade em células A549. No que diz respeito à genotoxicidade, os CNM não induziram quebras significativas no DNA, observando-se, no entanto, danos oxidativos. A segurança de utilização dos CNM ainda não é completamente conhecida, pelo que mais estudos serão necessários para se avaliar a segurança deste tipo de NM. O trabalho aqui desenvolvido contribui para o conhecimento do potencial citotóxico e genotóxico dos CNM.

Nanomaterials (NM) have several unique physicochemical properties for use in different areas and applications. The nanotechnology development has led to the production of an increasing number of NM, for example, cellulose nanomaterials (CNM). With the increase in their use in various industries and products, human exposure to these CNM will increase, resulting in the need to assess their safety. The existing literature has reported incoherent toxicity results, both positive and negative, justifying the need of more investigation in the area. This work had the goal of evaluating cytotoxicity and genotoxicity of CNM, specifically, cellulose microfibrils (CMF) and cellulose nanocrystals (CNC), in respiratory tract cells, namely, human alveolar epithelial tumor cells (A549) and chinese hamster lung fibroblasts (V79). Cytotoxicity was evaluated by 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide (MTT) and clonogenic assays and genotoxicity by comet and cytokinesis-blocked micronucleus (CBMN) assays. The analysis of results showed that exposure of A549 cells to 7,2 - 240 μg/mL (1,5 - 50 μg/cm2) of CNC did not induce any cytotoxic or genotoxic effect. Nonetheless, after exposure to the same concentrations of CMF cytotoxic effects were observed in V79 cells, since it was found a statistically significant decrease in colony forming ability, after a 4-day treatment with the two highest concentrations (120 e 240 μg/mL) tested. However, CMF did not induce any cytotoxicity in A549 cells. Regarding its genotoxicity evaluation, this CNM did not induce significant DNA breaks, however, oxidative damage was observed. The safety of using CNM is still not completely known, thus more studies are needed to assess the safety of this type of NM. This work contributes to the knowledge of the cytotoxic and genotoxic potential of CNM.