Genotoxic effects of silver nanoparticles on lung cells

Abstract

Silver nanoparticles have increased importance due to their antimicrobial activity, being used in several applications such as in prosthesis, medical devices, food storing and cosmetics. Its increasing manufacturing will reflect in the environment, as for instance in the air, exposing the organism to its potential harmful effects. Altogether, the aim of this work was to evaluate the potential genotoxic effects of polyvinylpyrrolidone coated AgNPs. For that, a human alveolar adenocarcinoma cell line, A549, was exposed to increased concentrations of 0, 50 and 100 μg/mL PVP coated silver nanoparticles, of 10 and 20 nm, for 24h. Both the cytokinesis-block micronucleus cytome assay and the comet assay were used to evaluate the potential genotoxic effects of silver nanoparticles. To validate the cytokinesis-block micronucleus cytome assay, a human bone cell line, MG-63, was exposed to increased concentrations of 20 nm PVP coated silver nanoparticles. In A549 cell line, the comet assay revealed an increase in DNA damage, with increase concentration of silver nanoparticles of 10 nm. By other hand, for 20 nm AgNPs a significant increase in DNA damage was observed only for the lowest concentration (50 μg/mL). The cytokinesis-block micronucleus cytome assay showed a cytostatic effect of silver nanoparticles. In MG-63 cell line it was observed an increase in both micronucleus and nuclear buds for 50 μg/mL, indicating the presence of DNA damage. Altogether, the results suggest that PVP coated silver nanoparticles have the potential to induce DNA damage, dependent on the concentration and the size, and have a cytostatic effect on cells.

As nanopartículas de prata têm grande importância pelas suas propriedades antimicrobianas sendo cada vez mais usadas, por exemplo, no revestimento de próteses, em material médico, no revestimento de embalagens alimentares e em cosmética. A sua crescente manufacturação reflectir-se-á também na sua existência no meio ambiente, como por exemplo, no ar, expondo o organismo aos seus potenciais efeitos prejudiciais. Este trabalho teve como objectivo a avaliação dos possíveis efeitos genotóxicos de nanopartículas de prata revestidas com polivinilpirrolidona. Para isso, usou-se uma linha celular de epitélio pulmonar, A549, que foi exposta a concentrações crescentes de 0, 50 e 100 μg/mL de nanopartículas de prata revestidas com PVP, de 10 e 20 nm, durante 24h. O teste dos micronúcleos por bloqueio da citocinese e o ensaio de cometas foram usados para avaliar os potenciais efeitos genotóxicos das nanopartículas de prata. Para validação do teste dos micronúcleos por bloqueio da citocinese, uma linha celular de osso, MG-63, foi exposta a concentrações crescentes de nanopartículas de prata revestidas com PVP, de 20 nm. Na linha celular A549, o ensaio de cometas revelou um aumento do dano no DNA com o aumento da concentração de nanopartículas de 10 nm. Por outro lado, os resultados obtidos para as nanoparticulas de 20 nm mostraram um aumento significativo da degradação do DNA apenas para a concentração mais baixa (50 μg/mL). O teste dos micronúcleos mostrou um efeito citostático das nanopartículas de prata. Na linha celular MG-63 verificou-se um aumento de micronúcleos e protusões nucleares para a concentração de 50 ug/mL, indicando a presença de dano no DNA. Em conjunto, os resultados sugerem que as nanopartículas de prata revestidas com PVP têm potencial para provocar dano no DNA, dependente da sua concentração e do seu tamanho, e têm um efeito citostático nas células.