Estudo das alterações lipídicas induzidas por nanopartículas de prata

Abstract

Face à ampla disseminação das nanopartículas de prata (Ag-NPs) em produtos de uso comum e ao seu enorme potencial de desenvolvimento em novas aplicações médicas, é essencial avaliar de forma cuidada e rigorosa as respostas biológicas a estas nanopartículas (NPs). O stress oxidativo tem sido apontado como uma das principais causas de toxicidade das Ag-NPs para as células humanas, sendo que a oxidação dos lípidos membranares constitui um evento importante desse processo. No presente trabalho, a peroxidação lipídica induzida por Ag-NPs foi avaliada num sistema lipossómico de fosfatidilcolinas (mimético das membranas celulares) e em queratinócios da pele humana (linha celular HaCaT), tendo em conta que a pele é uma das principais vias de entrada de Ag-NPs no organismo. As Ag-NPs testadas, de origem comercial, variaram no revestimento (citrato ou polietileno glicol – PEG) e no tamanho (10 e 30 nm). Os lipossomas constituídos por DMPC (lípido saturado) e PLPC (lípido insaturado) foram incubados na presença de Ag-NPs, em diferentes condições oxidativas (presença/ausência de peróxido de hidrogénio, H2O2), com o intuito de: 1) quantificar a formação de hidroperóxidos lipídicos (LOOH) através do método de FOX II, 2) avaliar a extensão de oxidação da PLPC recorrendo à análise por espectrometria de massa (MS). Os resultados obtidos mostraram que a oxidação da PLPC apenas ocorreu de forma significativa na presença H2O2, como comprovado pelo aumento dos níveis de LOOH, aumento da razão [DMPC+H]+/[PLPC+H]+ e identificação de produtos de oxidação da PLPC nos espectros de MALDIMS. As Ag-NPs Cit30 e PEG10 mostraram uma dependência diretamente proporcional entre a concentração usada e a razão de [DMPC+H]+/[PLPC+H]+, sendo que o mesmo não se verificou para as NPs PEG30. Da exposição das células HaCaT às mesmas Ag-NPs, apenas resultou peroxidação lipídica no caso das NPs Cit30. Para além disso, avaliaram-se as abundâncias relativas de diferentes classes de fosfolípidos (separadas por TLC) nas células expostas a Ag-NPs e a prata iónica, mas não se registaram alterações significativas, apenas algumas tendências de variação, como por exemplo uma diminuição do teor de cardiolipinas aquando da incubação com NPs Cit30 durante 24 horas.

Due to the widespread use of silver nanoparticles (Ag-NPs) in common products and their prospective new biomedical applications, it is fundamental to assess, in a rigorous way, the biological responses to these nanoparticles (NPs). Oxidative stress has been implicated as a major cause of Ag-NPs toxicity to human cells, and lipid oxidation occurring in cell membranes may possibly play a key role in this process. In the present work, the lipid peroxidation induced by Ag-NPs was assessed in liposomes of phosphatidylcolines (to mimic cellular membranes), and also in keratinocytes (HaCaT cells), because skin is one of the main entry routes of Ag-NPs in the organism. The Ag-NPs tested were from commercial origin and presented different coatings (citrate and polyetileneglycol-PEG) and sizes (10 and 30 nm). The liposomes composed of DMPC (saturated lipid) and PLPC (unsaturated lipid) were incubated in the presence of Ag-NPs in different oxidative conditions (absence/presence of hydrogen peroxide, H2O2), in order to: 1) quantify lipid hydroperoxides (LOOH) via the FOX II assay; 2) assess the extent of oxidation by mass spectrometry (MS). The results obtained showed that oxidation of PLPC only occurred at significantly extent in the presence of H2O2, as evidenced by the increase in LOOH levels, increased ratio [DMPC+H]+/[PLPC+H]+ and the identification of PLPC oxidation products in MALDI-MS spectra. The PLPC oxidation induced by Ag-NPs Cit30 and PEG10 in the presence of H2O2 showed a direct correlation with NPs concentration, the same not being observed for Ag-NPs PEG30. A trend for lipid peroxidation was also observed in HaCaT cells exposed to Ag-NPs Cit30. Furthermore, the relative abundance of lipid classes (separated by TLC) was assessed in cells exposed to Ag-NPs and ionic silver. Although no significant variations were observed, there were some trend for alterations such as a decrease in the content of cardiolipin when the cells were incubated in the presence of Ag-NPs Cit30 by 24 hours.