Nanopartículas híbridas de óxido de ferro e prata prejudicam o sistema colinérgico e causam reprotoxicidade em Caenorhabditis elegans

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Silva, Aline de Castro da lattes
Orientador(a): Ávila, Daiana Silva de lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Bioquímica
Departamento: Campus Uruguaiana
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Nanotoxicologia
Reproduction
Nanotoxicology
Metal NPs
Hybrid nanoparticles
NPs metálicas
Nanopartículas híbridas
Reprodução
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Link de acesso: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8626
Resumo: As nanopartículas de óxido de ferro (Fe3O4-NPs) apresentam propriedades superparamagnéticas que possibilitam sua aplicação em diversas áreas, inclusive na liberação de fármacos em locais específicos do organismo. Já as nanopartículas de prata (Ag-NPs) têm potentes efeitos antimicrobianos. Embora a combinação de Fe3O4-NPs e Ag-NPs em uma nanoestrutura híbrida (Fe3O4@Ag-NPs) tenha demonstrado aplicações biomédicas promissoras, seus efeitos toxicológicos são desconhecidos e precisam ser melhor avaliados. Utilizamos Caenorhabditis elegans, um modelo estabelecido para análises nanotoxicológicas pois permite uma triagem inicial de novas substâncias. Após exposição aguda (30 minutos) de animais no primeiro estágio larval a Fe3O4-NPs, Ag-NPs e Fe3O4@Ag-NPs, observamos que as NPs híbridas reduziram a sobrevivência e reprodução de C. elegans. Também observamos que Fe3O4@Ag-NPs causaram um aumento na apoptose celular na linha germinativa e uma diminuição na postura de ovos, o que foi associado a uma diminuição nos movimentos de natação do verme e a anormalidades nos neurônios colinérgicos. Fe3O4@Ag-NPs causaram um aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio, juntamente com a ativação do fator de transcrição DAF-16. Foi evidenciada maior expressão dos genes-alvo GST-4::GFP e SOD-3::GFP, o que sugere a ativação do sistema antioxidante. Nossos resultados indicam a reprotoxicidade causada por altos níveis de Fe3O4@Ag-NPs, bem como neurotoxicidade colinérgica e ativação do sistema oxidante em C. elegans, sugerindo que altos níveis desses nanomateriais podem ser prejudiciais aos organismos vivos.
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Utilizamos Caenorhabditis elegans, um modelo estabelecido para análises nanotoxicológicas pois permite uma triagem inicial de novas substâncias. Após exposição aguda (30 minutos) de animais no primeiro estágio larval a Fe3O4-NPs, Ag-NPs e Fe3O4@Ag-NPs, observamos que as NPs híbridas reduziram a sobrevivência e reprodução de C. elegans. Também observamos que Fe3O4@Ag-NPs causaram um aumento na apoptose celular na linha germinativa e uma diminuição na postura de ovos, o que foi associado a uma diminuição nos movimentos de natação do verme e a anormalidades nos neurônios colinérgicos. Fe3O4@Ag-NPs causaram um aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio, juntamente com a ativação do fator de transcrição DAF-16. Foi evidenciada maior expressão dos genes-alvo GST-4::GFP e SOD-3::GFP, o que sugere a ativação do sistema antioxidante. Nossos resultados indicam a reprotoxicidade causada por altos níveis de Fe3O4@Ag-NPs, bem como neurotoxicidade colinérgica e ativação do sistema oxidante em C. elegans, sugerindo que altos níveis desses nanomateriais podem ser prejudiciais aos organismos vivos.Iron oxide nanoparticles (Fe3O4-NPs) exhibit superparamagnetic properties that enable their application in various areas, including drug delivery at specific locations in an organism. Silver nanoparticles (Ag-NPs) have potent antimicrobial effects. Although the combination of Fe3O4-NPs and Ag-NPs in one hybrid nanostructure (Fe3O4@Ag-NPs) demonstrated promising targeted biomedical applications, its toxicological effects are unknown and require further evaluation. We used Caenorhabditis elegans, an estabilished model for nanotoxicological analysis, because it allows for the initial screening of new substances. After acute exposure to Fe3O4-NPs, Ag-NPs, and Fe3O4@Ag-NPs, we observed that the hybrid NPs reduced C. elegans survival and reproduction. We also observed that Fe3O4@Ag-NPs caused an increase in germline cells apoptosis and a decrease in egg laying, which was associated with a decrease in worm swimming movements and abnormalities in cholinergic neurons. Fe3O4@Ag-NPs caused an increase in reactive oxygen species levels, along with the activation of the DAF-16 transcription factor. Higher expression of the target genes GST-4::GFP and SOD-3::GFP was observed, suggesting activation of the antioxidant system. Our results indicate reprotoxicity caused by high levels of Fe3O4@Ag-NPs, as well as cholinergic neurotoxicity and activation of the oxidant system in C. elegans, suggesting that high levels of these nanomaterials can be harmful to living organisms.porUniversidade Federal do PampaMestrado Acadêmico em BioquímicaUNIPAMPABrasilCampus UruguaianaCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASNanotoxicologiaReproductionNanotoxicologyMetal NPsHybrid nanoparticlesNPs metálicasNanopartículas híbridasReproduçãoNanopartículas híbridas de óxido de ferro e prata prejudicam o sistema colinérgico e causam reprotoxicidade em Caenorhabditis elegansHybrid iron oxide and silver nanoparticles impair the cholinergic system and cause reprotoxicity in Caenorhabditis elegansinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAORIGINALALINE DE CASTRO DA SILVA.pdfALINE DE CASTRO DA SILVA.pdfapplication/pdf1922080https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/736b8a2f-d220-4e26-9dbb-f752431ce49b/downloadde9c13c406b2d39b225ab50b6b3fe84fMD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81854https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/0ca270ee-b36b-4b1e-8597-9bc1127f54b9/downloadc9ad5aff503ef7873c4004c5b07c0b27MD52falseAnonymousREADriu/86262023-09-21 17:19:14.223open.accessoai:repositorio.unipampa.edu.br:riu/8626https://repositorio.unipampa.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2023-09-21T17:19:14Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)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