Estudo do efeito de nanopartículas de prata biogênicas em organismos aquáticos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Ribeiro, Luiz Gustavo
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10132/tde-21052025-094236/
Resumo: As nanopartículas de prata (AgNPs) têm sido amplamente estudadas devido às suas propriedades antimicrobianas e ao potencial de aplicação em setores como medicina, agricultura e indústria farmacêutica. Neste estudo, foram avaliadas AgNPs biossintetizadas utilizando diferentes espécies de fungos do filo Ascomycota, incluindo Aspergillus tubingensis, Aspergillus spp., Cladosporium pini-ponderosae, Fusarium proliferatum, Epicoccum nigrum, Exserohilum rostratum e Bionectria ochroleuca, isolados dos biomas brasileiros, manguezal e Caatinga. As AgNPs foram caracterizadas por espectroscopia no ultravioleta e no vísivel (UV- Vis), espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta (PZ), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As AgNPs apresentaram tamanhos entre 21,8 e 120,6 nm, PZ negativo e revestimento proteico. A atividade antifúngica foi testada em leveduras patogênicas presentes principalmente em ambiente hospitalar (Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata, Candida parapsilosis, Candida tropicalis e Candida guilliermondii) e fitopatógenos (Fusarium oxysporum, Fusarium phaseoli, Fusarium sacchari, Fusarium subglutinans, Fusarium verticillioides e Curvularia lunata). As concentrações inibitórias mínimas (CIMs) foram de 1,25 a 250 µM, demonstrando amplo potencial antifúngico. O efeito das AgNPs obtidas utilizando o fungo A. tubingensis (AgNP-AT) foi avaliado em camarão Palaemon pandaliformis e em tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus). No camarão, a exposição a 10 µM de AgNP-AT reduziu o consumo de oxigênio em 60% e a excreção de amônia em 87%, com alterações morfológicas reversíveis, nas brânquias e no hepatopâncreas. As concentrações letais médias (CL50) para o camarão foram de 17,4 µM em 24 h e 0,5 µM em 96 h. Para a tilápia, a CL50 foi de 8,8 µM em 96 h, indicando menor sensibilidade às AgNP-AT em comparação ao nitrato de prata (AgNO3), que apresentou CL50 de 0,028 µM. O alto valor da CL50 das AgNP- AT indica que a liberação dos íons Ag+ ocorre de forma mais lenta do que quando na forma livre (AgNO3) pela presença da camada proteica externa, que além da estabilidade proporciona menor toxicidade a este nanomaterial. Na tilápia, a exposição a 30, 35 e 40 µM de AgNP-AT resultou em aumento no consumo de oxigênio e redução na atividade de natação, sem alterações na excreção de amônia. Morfologicamente, houve diminuição do comprimento e aumento da largura das lamelas branquiais, indicando estresse fisiológico. O AgNO3 apresentou toxicidade significativamente maior, com efeitos agudos e severos em ambos os organismos aquáticos testados. Os resultados demonstram o potencial das AgNP-AT como agente antifúngico de amplo espectro e revelam a importância de avaliar o impacto ambiental da utilização deste nanomaterial, especialmente em organismos aquáticos sensíveis conhecidos como indicadores da condição ambiental. O estudo representa uma contribuição para o desenvolvimento de aplicações seguras dessas nanopartículas na biotecnologia.
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As AgNPs foram caracterizadas por espectroscopia no ultravioleta e no vísivel (UV- Vis), espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta (PZ), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). As AgNPs apresentaram tamanhos entre 21,8 e 120,6 nm, PZ negativo e revestimento proteico. A atividade antifúngica foi testada em leveduras patogênicas presentes principalmente em ambiente hospitalar (Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata, Candida parapsilosis, Candida tropicalis e Candida guilliermondii) e fitopatógenos (Fusarium oxysporum, Fusarium phaseoli, Fusarium sacchari, Fusarium subglutinans, Fusarium verticillioides e Curvularia lunata). As concentrações inibitórias mínimas (CIMs) foram de 1,25 a 250 µM, demonstrando amplo potencial antifúngico. O efeito das AgNPs obtidas utilizando o fungo A. tubingensis (AgNP-AT) foi avaliado em camarão Palaemon pandaliformis e em tilápia-do-nilo (Oreochromis niloticus). No camarão, a exposição a 10 µM de AgNP-AT reduziu o consumo de oxigênio em 60% e a excreção de amônia em 87%, com alterações morfológicas reversíveis, nas brânquias e no hepatopâncreas. As concentrações letais médias (CL50) para o camarão foram de 17,4 µM em 24 h e 0,5 µM em 96 h. Para a tilápia, a CL50 foi de 8,8 µM em 96 h, indicando menor sensibilidade às AgNP-AT em comparação ao nitrato de prata (AgNO3), que apresentou CL50 de 0,028 µM. O alto valor da CL50 das AgNP- AT indica que a liberação dos íons Ag+ ocorre de forma mais lenta do que quando na forma livre (AgNO3) pela presença da camada proteica externa, que além da estabilidade proporciona menor toxicidade a este nanomaterial. Na tilápia, a exposição a 30, 35 e 40 µM de AgNP-AT resultou em aumento no consumo de oxigênio e redução na atividade de natação, sem alterações na excreção de amônia. Morfologicamente, houve diminuição do comprimento e aumento da largura das lamelas branquiais, indicando estresse fisiológico. O AgNO3 apresentou toxicidade significativamente maior, com efeitos agudos e severos em ambos os organismos aquáticos testados. Os resultados demonstram o potencial das AgNP-AT como agente antifúngico de amplo espectro e revelam a importância de avaliar o impacto ambiental da utilização deste nanomaterial, especialmente em organismos aquáticos sensíveis conhecidos como indicadores da condição ambiental. O estudo representa uma contribuição para o desenvolvimento de aplicações seguras dessas nanopartículas na biotecnologia.Silver nanoparticles (AgNPs) have been extensively studied due to their antimicrobial properties and potential applications in fields such as medicine, agriculture, and the pharmaceutical industry. In this study, biosynthesized AgNPs were evaluated using different fungal species from the phylum Ascomycota, including Aspergillus tubingensis, Aspergillus spp., Cladosporium pini-ponderosae, Fusarium proliferatum, Epicoccum nigrum, Exserohilum rostratum, and Bionectria ochroleuca, isolated from Brazilian biomes, specifically mangroves and the Caatinga. The AgNPs were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), dynamic light scattering (DLS), zeta potential (ZP), transmission electron microscopy (TEM), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The AgNPs exhibited sizes ranging from 21.8 to 120.6 nm, negative ZP, and a protein coating. The antifungal activity was tested against pathogenic yeasts primarily found in hospital environments (Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata, Candida parapsilosis, Candida tropicalis, and Candida guilliermondii) and phytopathogens (Fusarium oxysporum, Fusarium phaseoli, Fusarium sacchari, Fusarium subglutinans, Fusarium verticillioides e Curvularia lunata). The minimum inhibitory concentrations (MICs) ranged from 1.25 to 250 µM, demonstrating broad antifungal potential. The effect of AgNPs synthesized using A. tubingensis (AgNP-AT) was evaluated in the shrimp Palaemon pandaliformis and Nile tilapia (Oreochromis niloticus). In shrimp, exposure to 10 µM of AgNP-AT reduced oxygen consumption by 60% and ammonia excretion by 87%, with reversible morphological changes in the gills and hepatopancreas. The median lethal concentrations (LC50) for shrimp were 17.4 µM at 24 hours and 0.5 µM at 96 hours. For tilapia, the LC50 was 8.8 µM at 96 hours, indicating lower sensitivity to AgNP-AT compared to silver nitrate (AgNO3), which had an LC50 of 0.028 µM. The high LC50 value of AgNP-AT suggests that the release of Ag+ ions occurs more slowly than in the free form (AgNO3) due to the presence of the external protein layer, which not only provides stability but also reduces the toxicity of this nanomaterial. In tilapia, exposure to 30, 35, and 40 µM of AgNP-AT resulted in increased oxygen consumption and reduced swimming activity, without changes in ammonia excretion. Morphologically, there was a decrease in the length and an increase in the width of the gill lamellae, indicating physiological stress. AgNO3 showed significantly higher toxicity, with acute and severe effects on both tested aquatic organisms. The results demonstrate the potential of AgNP-AT as a broad-spectrum antifungal agent and highlight the importance of evaluating the environmental impact of this nanomaterial, especially on sensitive aquatic organisms known as indicators of environmental conditions. This study represents a contribution to the development of safe applications of these nanoparticles in biotechnology.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSouza, Ana Olívia deRibeiro, Luiz Gustavo2025-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/10/10132/tde-21052025-094236/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-14T18:24:02Zoai:teses.usp.br:tde-21052025-094236Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-14T18:24:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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