Biological impact of low dose of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) on HepG2 cells (Atena Editora)

Abstract

As nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (SPIONs) são aprovadas clinicamente e vêm sendo utilizadas em uma vasta gama de aplicações biomédicas, tais como agentes de contraste para ressonância magnética, entrega de fármacos e genes, destruição de alvos tumorais através de hipertermia e biorremediação. No entanto, ainda não está claro quais os possíveis efeitos na saúde humana e no ambiente decorrentes da exposição a estas NPs uma vez que a avaliação dos efeitos tóxicos provenientes da exposição as NPs de óxido de ferro, não vêm sendo considerados na mesma intensidade da sua produção, sendo o potencial efeito tóxico destas NPs, em seres humanos e no ambiente, não explorado completamente. Visto isto, ensaios in vitro utlizando linhagens de células hepáticas podem ser um modelo adequado para avaliação dos mecanismos toxicológicos desencadeados pela exposição às NPs. O presente estudo teve como objetivo avaliar o impacto biológico de NPs de óxido de ferro (Fe3O4) em modelos in vitro (células HepG2). As células foram expostos a diferentes concentrações de NPs Fe3O4, bem caracterizadas, com diâmetro hidrodinâmico de 70-100nm, durante 72 e 120 horas, respectivamente. No modelo in vitro, foram realizados ensaios de viabilidade celular, internalização das NPs, além de serem analisados o perfil de expressão gênica e miRNA, e detecção de espécies reativas de oxigénio (EROs) nas células expostas às NPs. Os resultados mostram que SPIONs, mesmo em doses mais baixas, diminuem a viabilidade celular avaliada pelo MTT após 48h e induzem a superexpressão de genes relacionados às vias antioxidantes após 72h de exposição, sem alterações na expressão do miRNA. O aumento significativo na produção de EROs observado em doses iguais ou superiores a 21µg/ml de SPION está correlacionado com alterações na morfologia celular induzidas pelo estresse oxidativo. Possivelmente, o aumento nos níveis de EROs leva a uma modulação na expressão de genes de estresse oxidativo na tentativa de manter o estado redox normal das células, desregulado pela exposição a SPION. De maneira dependente do tempo, as SPIONs acumulam-se dentro de vesículas no citoplasma e na superfície da membrana celular. Nossos dados indicam o estresse oxidativo como mecanismo de toxicidade celular desencadeado pelas SPIONs e também contribuem para a compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na resposta celular devido aos estímulos da SPION em baixas doses.