Toxicidade de nanopartículas de poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e de prata em sistemas biológicos animais e vegetal

Abstract

Nas últimas décadas, a Nanotecnologia ganhou protagonismo como uma Ciência revolucionária com estreita conexão com as áreas da Física, Química, Biologia, Ciência dos Materiais e Engenharia. No campo da saúde, a Nanomedicina é uma realidade presente em várias aplicações médicas, principalmente no diagnóstico e tratamento mais eficazes de diversas doenças. Uma das inovações dessa área, estão os sistemas de entrega controlada de fármacos, onde nanomedicamentos são adsorvidos ou encapsulados por nanopartículas, visando uma melhor penetração e biodisponibilidade nas células-alvo. Com o avanço das pesquisas e tratamentos clínicos de várias doenças através dessa tecnologia, aumenta também a preocupação com a nanossegurança desses nanomateriais para saúde humana. Este estudo propõe avaliar a toxicidade de nanopartículas de poli (ácido láctico-co-ácidoglicólico) (NPPLGA's), um polímero muito eficiente utilizado em sistemas de entrega controlada e as nanopartículas de prata (NPAg's), usadas de forma abundante pela indústria na produção de insumos para saúde, agricultura, têxteis, etc. Como organismos-teste, foram selecionados Artemia sp., Lactuca sativa (alface) e células Caco-2 (in vitro). Testes de toxicidade aguda em Artemia sp. mostraram que as NPPLGA's não influenciaram os índices de mortalidade das formas larvais (náuplios), exceto após 96h de exposição. As NPAg's foram altamente letais em todos os grupos de Artemia sp. e lesões diversas foram visualizadas nos náuplios através de microscopia óptica e eletrônica de varredura. Foram realizados testes de qualidade das sementes de Lactuca sativa, expondo-as a diferentes concentrações de NPPLGA's e NPAg's. Foram avaliados a porcentagem de germinação, o tempo médio de germinação, o índice de velocidade de germinação, bem como o peso fresco e seco das plantas. Foi observado variação no estímulo e inibição na germinação das sementes de acordo com as concentrações de exposição às NPPLGA's e NPAg's, sendo que apenas na maior concentração de NPAg's houve diferença significativa. Foi avaliado a citotoxidade em células Caco-2 através de ensaio de MTT, produção de nitritos, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de força atômica. Após 48h de exposição a diferentes concentrações de NPPLGA's testadas, células Caco-2 apresentaram uma discreta proliferação em cultura, baixa produção de espécies reativas de nitrogênio (ERN), maiores densidades de microvilosidades nas maiores concentrações e um perfil mecânico fluido-viscoso. Em contrapartida, NPAg's exibiram toxicidade significativa em todas as concentrações estudadas, elevada produção de ERN, densidade de microvilosidades similares às NPPLGA's e um perfil mecânico rígido-elástico. Os achados revelam que, apesar das NPPLGA's não apresentarem toxicidade para as células Caco-2 dentro de um intervalo de exposição de 48h, alguns fenômenos observados apontam para alterações relacionadas à estrutura do seu citoesqueleto, resultando em um aumento da densidade de microvilosidades e variação da biomecânica celular. Esses achados contribuem para ampliar o conhecimento da interação das NPPLGA's e NPAg's com os sistemas biológicos estudados e estabelecem novas abordagens para a pesquisa em nanossegurança.