Citotossicità e genotossicità delle nanoparticelle d’argento nelle cellule umane

 

“… Concludiamo che anche una piccola dose di Ag-np ha il potenziale di causare tossicità come analizzato da una serie di parametri di citotossicità e genotossicità. Il danno al DNA, le aberrazioni cromosomiche e l’arresto del ciclo cellulare sollevano la preoccupazione per la sicurezza associata alle applicazioni di Ag-np. Il presente studio conclude che Ag-np è citotossico, genotossico e antiproliferativo. Come regola generale, gli agenti che danneggiano il DNA hanno il potenziale di causare l’instabilità del genoma, che è un fattore predisponente nella carcinogenesi. …”

Le nanoparticelle d’argento (Ag-np) vengono utilizzate sempre più nelle medicazioni per ferite, cateteri e vari prodotti per la casa a causa della loro attività antimicrobica. La tossicità delle nanoparticelle di argento rivestite di amido è stata studiata utilizzando cellule di fibroblasti umani polmonari umani (IMR-90) e cellule di glioblastoma umano (U251). La tossicità è stata valutata utilizzando cambiamenti nella morfologia cellulare, vitalità cellulare, attività metabolica e stress ossidativo. Ag-np ha ridotto il contenuto di ATP della cellula causando danni ai mitocondri e aumentata produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) in modo dose-dipendente. Il danno al DNA, misurato mediante elettroforesi su gel a cella singola (SCGE) e citochinesi bloccata dal dosaggio del micronucleo (CBMN), era anche dose-dipendente e più prominente nelle cellule tumorali. Il trattamento con nanoparticelle ha causato l’arresto del ciclo cellulare nella fase G2 / M probabilmente a causa della riparazione del DNA danneggiato. La colorazione con ioduro di propidio di annessina-V (PI) non ha mostrato alcuna apoptosi o necrosi massiva. L’analisi al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) ha indicato la presenza di Ag-np all’interno dei mitocondri e del nucleo, implicando il loro coinvolgimento diretto nella tossicità mitocondriale e nel danno al DNA. Viene proposto un possibile meccanismo di tossicità che comporta l’interruzione della catena respiratoria mitocondriale da parte di Ag-np che porta alla produzione di ROS e all’interruzione della sintesi di ATP, che a sua volta causa danni al DNA. Si prevede che il danno al DNA sia aumentato dalla deposizione, seguita dalle interazioni di Ag-np nel DNA che porta all’arresto del ciclo cellulare nella fase G2 / M. La maggiore sensibilità delle cellule U251 e il loro arresto nella fase G2 / M potrebbero essere ulteriormente esplorate per valutare il potenziale uso di Ag-np nella terapia del cancro.

Conclusioni:

Qui è stato utilizzato un approccio genotossico e citotossico per chiarire l’attività di Ag-np. I risultati della nostra ricerca hanno indicato la disfunzione mitocondriale, l’induzione di ROS da parte di Ag-np che a sua volta ha provocato danni al DNA e aberrazioni cromosomiche … Si ritiene che i danni al DNA e le aberrazioni cromosomiche siano i fattori primi che determinano l’arresto del ciclo cellulare. Il destino delle cellule arrestate all’interfaccia G2 / M è stato analizzato mediante saggio PI di annessina-V che non ha mostrato una morte cellulare massiccia, suggerendo il coinvolgimento di una via di riparazione del DNA attiva. Le cellule che riparano con successo il danno rientreranno nel ciclo cellulare e quelle con danni massicci non saranno in grado di riparare efficacemente il DNA e subiranno l’apoptosi in una fase successiva. Concludiamo che anche una piccola dose di Ag-np ha il potenziale di causare tossicità come analizzato da una serie di parametri di citotossicità e genotossicità. Il danno al DNA, le aberrazioni cromosomiche e l’arresto del ciclo cellulare sollevano la preoccupazione per la sicurezza associata alle applicazioni di Ag-np. Il presente studio conclude che Ag-np è citotossico, genotossico e antiproliferativo. Come regola generale, gli agenti che danneggiano il DNA hanno il potenziale di causare l’instabilità del genoma, che è un fattore predisponente nella carcinogenesi. L’esito della deposizione nucleare di Ag-np è sconosciuto a questo punto, tuttavia è probabile che abbia effetti avversi. L’applicazione futura di Ag-np come agente antiproliferativo potrebbe essere limitata dal fatto che è ugualmente tossico per le cellule normali. Quindi è imperativo che le applicazioni biologiche che impiegano Ag-np dovrebbero ricevere un’attenzione speciale oltre ad abbracciare il potenziale antimicrobico. Ulteriori studi devono essere condotti in questo campo per ottenere una comprensione più approfondita della tossicità Ag-np.

Link all’articolo originale:

http://www.cuneyttas.com/Ag-nanopart-cytotoxicity-human-cells.pdf

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