Avaliação da citotoxicidade de quantum dots, in vitro, em células raw 264.7

Abstract

Quantum Dots (QDs) são nanocristais fluorescentes de semicondutores que vêm ganhando espaço em Ciências da Saúde como sondas fluorescentes para estudos de sistemas biológicos tanto in vitro como in vivo. Entretanto, para assegurar sua aplicabilidade em organismos vivos, são necessários testes de avaliação de toxicidade. Tendo em vista estes aspectos, o objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar o efeito de diferentes concentrações de QDs de CdTe e ZnSe funcionalizados com Ácido Mercaptopropiônico (AMP) e/ou Ácido Mercaptosuccínico (AMS) sobre cultura de macrófagos da linhagem RAW 264.7, células imuno efetoras que desempenham papel relevante na defesa do organismo frente a patógenos. Para tanto, foram realizados testes de: (1) viabilidade celular através de MTT para definição de IC50 em 24 horas de exposição aos QDs, (2) viabilidade por exclusão de Iodeto de Propídio (PI) e análise de ciclo celular por PI na IC50 por 24 horas, e por fim (3) avaliação dos níveis de Ca2+ citoplasmático utilizando o Fluo-3. O teste estatístico utilizado foi One-Way ANOVA com nível de significância p ≤ 0,05. O teste MTT mostrou que após um período de 24 h de exposição aos QDs de CdTe houve redução da viabilidade para ~35 e 70% nas concentrações máximas e mínimas utilizadas (35,3+2% e 71+3,5% respectivamente) sendo a IC50 obtida para em ~76 nM (AMP=51,7+3,5% e AMS=56,3+8,6%). Essa toxicidade se apresentou de forma dose-dependente. Já o ZnSe se mostrou menos tóxico com IC50 em ~380 nM (48,7+11,3%). A análise da viabilidade com PI em 76 nM para todas as nanopartículas, indicou que não há lesão significativa da membrana plasmática após 24 h de incubação. O teste de ciclo celular, também em 76 nM, indicou que as amostras expostas aos QDs de CdTe apresentaram mais debris (AMP=27,4+3,8;%; AMS=28,4+3,9% e C=4,4+1,3) e menos células em S e G2 (AMP=7,3+0,3 e 4,7+0,5%; AMS=7,6+0,6 e 3,9+0,5% e C=16,1+2,3 e 13+1,7 % respectivamente). Já os resultados de ZnSe não diferiram do controle. As análises com Fluo-3 mostraram, para os QDs de CdTe, um aumento significativo de cálcio citoplasmático a partir da concentração de 76 nM (AMP=263,1+17,8; AMS=255,1+16,2 e C=102,5+6,5). Entretanto para o ZnSe só foi observado aumento significativo desse íon para concentrações a partir de 260 nM (ZnSe=188+15,8 e C=107,2+4,6). Concluímos que QDs de CdTe apresentam toxicidade consideravelmente maior que de ZnSe para as células RAW 264.7, independente do agente estabilizante/funcionalizante ou tamanho do QD. Isso indica que a toxicidade está provavelmente ligada à liberação do Cádmio. Com relação ao CdTe, acredita-se que danos posteriores à membrana plasmática nessas células podem ser reflexo dos eventos precoces ocorridos na mitocôndria e nos níveis de Ca2+. Por fim, de acordo com os resultados apresentados, observamos que a morte celular de RAW 264.7 devido à exposição aos QDs é um evento crescente e contínuo diretamente relacionado com o tempo de exposição e com a concentração de QDs ministrada.