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Título: Avaliação da citotoxicidade e da genotoxicidade de nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) in vitro
Autor(es): Penteado, Felipe Gomes
Orientador(es): Azevedo, Ricardo Bentes de
Assunto: Nanobiotecnologia
Nanotecnologia
Nanotoxicologia
Nanopartículas de ferrita
Citotoxicidade
Genotoxicidade
Data de publicação: 9-Nov-2018
Referência: PENTEADO, Felipe Gomes. Avaliação da citotoxicidade e da genotoxicidade de nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) in vitro. 2018. 171 f., il. Dissertação (Mestrado em Nanociência e Nanobiotecnologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: A nanotecnologia se afirma como revolução tecnológica universal. A ferrita de manganês (MnFe2O4) é um dos materiais nanotecnológicos em voga, pois possui características magnéticas e elétricas excepcionais, como o superparamagnetismo. Mas, como qualquer nova tecnologia, seus potenciais benefícios podem ser acompanhados de perigos e riscos de exposição antropogênica e ocupacional a essa classe de nanomateriais. No intuito de se avaliar seus potenciais citotóxicos e genotóxicos nesse cenário, e para se determinar se fatores como a concentração, o tempo de exposição, a via de síntese e a cobertura usada para a estabilização do coloide poderiam influenciar tal toxicidade, 5 apresentações de ferrita de manganês foram submetidas a uma bateria de 3 testes in vitro, em cultivos de linhagem celular representativa da via inalatória de exposição (epitélio bronquial humano imortalizado _ BEAS-2B); foram eles: o ensaio de viabilidade celular por quantificação luminométrica do trifosfato de adenosina (25,6 a 256 μg.mL- por 6, 24 e 48 horas), o dano ao ácido desoxirribonucleico pelo ensaio do cometa (25,6 a 256 μg.mL- por 6 e 24 horas) e o dano cromossômico por fragmentação (clastogênese) ou perda de cromossomos inteiros (aneuploidia) pelo teste do micronúcleo (12,8 a 256 μg.mL- por 48 horas, com cotratamento tardio com citocalasina B, 6 horas após o início da exposição). Os parâmetros essenciais e o comportamento das nanopartículas no meio de cultivo celular foram caracterizados; todas as nanopartículas foram internalizadas pelas células dentro de 6 horas de tratamento; nenhuma nanopartícula sintetizada por coprecipitação, com coberta de citrato (MnFe2O4-CpCit) ou de ácido meso-2,3-dimercaptossuccínico (MnFe2O4-CpDmsa), e nenhuma sintetizada por decomposição térmica, com coberta de citrato (MnFe2O4-TdCit) ou de ácido meso-2,3-dimercaptossuccínico (MnFe2O4-TdDmsa), causou efeito citotóxico ou genotóxico estatista e toxicologicamente significativo no regime de tratamento de até 153,6 μg.mL- e por até 48 horas de exposição. Esta é a primeira pesquisa comparativa a relatar os efeitos genotóxicos in vitro de nanopartículas de ferrita de manganês, com o mérito de ter realizado análise fatorial, a qual apontou que a citotoxicidade é determinada pela concentração, pelo tempo e pela cobertura; ao passo que, em relação aos parâmetros genotóxicos, o fator tempo foi um fator estatística e biologicamente significativo para o dano ao ácido desoxirribonucleico causado por ambas as nanopartículas cobertas com o citrato, independentemente da via de síntese.
Abstract: The nanotechnology claims to be a universal technological revolution. The manganese iron oxide (MnFe2O4) is among the nanotechnological materials in focus, due to its unique magnetic and electric characteristics, such as superparamagnetism. Even though, like any other new technology, its potential benefits may be accompanied by hazards and risks of anthropogenic and occupational exposure to this class of nanomateriais. In order to assess its cytotoxic and genotoxic potential in this scenario, and to ascertain if factors such as concentration, time of exposure, synthesis route and coating used to stabilize the colloid would impact the toxicity, manganese iron oxide in 5 forms of presentation were challenged in a battery of 3 in vitro tests in cultures of a cell line representative of the inhalatory route of exposure (immortalized human bronchial epithelia _ BEAS-2B); they were: the luminescent cell viability assay, based on the quantification of adenosine triphosphate (25.6 up to 256 μg.mL- for 6, 24 and 48 hours), the damage to the deoxyribonucleic acid, by the comet assay (25.6 up to 256 μg.mL- for 6 and 24 hours) and the chromosomal fragmentation (clastogenesis) or loss of whole chromosomes (aneuploidy), by the micronucleus test (12.8 up to 256 μg.mL- for 48 hours, and late cotreatment with cytochalasin B, 6 hours after the beginning of exposure). The essential parameters as well as the behavior of the nanoparticles in the cell culture medium were characterized; all nanoparticles were uptaked by cells within 6 hours of treatment; none of the nanoparticles synthesized by coprecipitation, coated with citrate (MnFe2O4-CpCit) or meso-2,3-dimercaptossuccinic acid (MnFe2O4-CpDmsa), and none of those synthesized by thermal decomposition, and coated with citrate (MnFe2O4-TdCit) or meso-2,3-dimercaptossuccinic acid (MnFe2O4-TdDmsa), did cause any statistically or toxicologically significant cytotoxic or genotoxic effect in the concentration range up to 153.6 μg.mL- and up to 48 hours of exposure. This is the first in vitro comparative research to address the genotoxicity of manganese iron oxide nanoparticles, with the merit of a comparative factorial analysis, which pointed out that cytotoxicity is dictated by concentration, time and coating; in the other hand, regarding the genotoxicity end points, the time of exposure was a statistically and biologically significant factor for the damage to the deoxyribonucleic acid caused by both citrate-coated nanoparticles, independently of the synthesis route.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2018.
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