Cytotoxic potential of graphene oxide in human lung Adenocarcinoma cell line

Abstract

Graphene oxide (GO) is a compound with application in several fields, especially biomedicine and environment, due to its unique properties which confer excellent characteristics. Despite the nowadays wide application of nanomaterials, the lack of information regarding the risks to human health and the environment is still remaining. Consequently, the investigation about the toxicity of nanoparticles must be a priority. The lung is one of the main routes of entry for nanoparticles into the body, therefore, the aim of this study is to evaluate the cytotoxic potential of graphene oxide in lung, using as model the human carcinoma epithelial cell line (A549). The morphology and viability of A549 cells were evaluated after 24h of exposure to GO at concentrations from 10μg/ml to 200μg/ml. The uptake of GO and the production of reactive oxygen species were also investigated by flow cytometry. The results suggest that GO has no obvious toxicity to A549 cells when assessed by WST-8 assay, though the cell cycle showed a slightly alteration in the S and G2 phase at 50μg/mL with arrest at G2 phase. Also, GO showed an increasing in the ROS production at the lowest doses (10ug/mL and 37μg/mL). The intracellular uptake increased for the highest concentration. Together these results suggest that this form of GO shows biocompatibility for lung cells.

O óxido de grafeno (GO) é um composto com aplicação em diversas áreas, especialmente biomedicina e ambiente, devido as suas propriedades únicas que lhe conferem excelentes características. Apesar da atual ampla utilização de nanomateriais, a falta de informação sobre os riscos para a saúde humana e para o ambiente ainda permanece. Consequentemente, a investigação sobre a toxicidade das nanopartículas deve ser uma prioridade. Sendo o pulmão uma das principais vias de entrada das nanopartículas no organismo, o objetivo deste trabalho é avaliar o potencial citotóxico de óxido de grafeno no pulmão, usando com modelo uma linha celular epitelial de carcinoma do pulmão humano (A549). A morfologia e a viabilidade das células A549 foram avaliados após 24 horas de exposição a concentrações de GO entre 10μg/mL a 200μg/mL. A captação de GO e a produção de espécies reativas de oxigênio foram avaliadas por citometria de fluxo. Os resultados sugerem que GO não apresenta óbvia toxicidade para as células A549, quando avaliada pelo ensaio WST-8. No entanto, no ciclo celular observou-se uma ligeira alteração na fase S e na fase G2 em 50μg/mL, com paragem na fase G2. GO induziu também um aumento na produção de ROS em doses mais baixas (10μg/mL e 37μg/mL). A captação intracelular de GO aumentou para a dose mais elevada. Em conjunto, estes resultados sugerem que esta forma de GO apresenta biocompatibilidade para as células de pulmão.