p milhares de produtos de consumo, incluindo cosméticos, protetores solares, e roupas - contêm nanopartículas adicionadas pelos fabricantes para melhorar a textura, matar micróbios, ou aumentar a vida útil, entre outros propósitos. Contudo, vários estudos mostraram que algumas dessas nanopartículas projetadas podem ser tóxicas para as células. p Um novo estudo do MIT e da Escola de Saúde Pública de Harvard (HSPH) sugere que certas nanopartículas também podem danificar o DNA. Esta pesquisa foi liderada por Bevin Engelward, professor de engenharia biológica no MIT, e o professor associado Philip Demokritou, diretor do Centro de Nanotecnologia e Nanotoxicologia do HSPH.

p Os pesquisadores descobriram que as nanopartículas de óxido de zinco, frequentemente usado em filtro solar para bloquear os raios ultravioleta, danificam significativamente o DNA. Prata em nanoescala, que foi adicionado aos brinquedos, pasta de dentes, confecções, e outros produtos por suas propriedades antimicrobianas, também produz danos substanciais ao DNA, eles encontraram.

p As evidências, publicado em uma edição recente da revista ACS Nano , contou com uma tecnologia de triagem de alta velocidade para analisar danos ao DNA. Esta abordagem torna possível estudar os perigos potenciais das nanopartículas em uma taxa muito mais rápida e em maior escala do que anteriormente possível.

p A Food and Drug Administration não exige que os fabricantes testem aditivos em nanoescala para um determinado material se o material a granel já se mostrou seguro. Contudo, há evidências de que a forma de nanopartículas de alguns desses materiais pode ser insegura:Devido ao seu tamanho imensamente pequeno, esses materiais podem apresentar diferentes aspectos físicos, químico, e propriedades biológicas, e penetrar nas células com mais facilidade.

p "O problema é que, se uma nanopartícula é feita de algo considerado um material seguro, normalmente é considerado seguro. Existem pessoas lá fora que estão preocupadas, mas é uma batalha difícil porque uma vez que essas coisas entram em produção, é muito difícil desfazer, "Engelward diz.

p Os pesquisadores se concentraram em cinco tipos de nanopartículas projetadas - prata, óxido de zinco, óxido de ferro, óxido de cério, e dióxido de silício (também conhecido como sílica amorfa) - que são usados ​​industrialmente. Alguns desses nanomateriais podem produzir radicais livres chamados de espécies reativas de oxigênio, que pode alterar o DNA. Uma vez que essas partículas entram no corpo, eles podem se acumular nos tecidos, causando mais danos.

p “É essencial monitorar e avaliar a toxicidade ou os riscos que esses materiais podem apresentar. Existem tantas variações desses materiais, em diferentes tamanhos e formas, e eles estão sendo incorporados a tantos produtos, "diz Christa Watson, um pós-doutorado na HSPH e o autor principal do artigo. "Esta plataforma de triagem toxicológica nos dá um método padronizado para avaliar os nanomateriais projetados que estão sendo desenvolvidos e usados ​​no momento."

p Os pesquisadores esperam que essa tecnologia de triagem também possa ser usada para ajudar a projetar formas mais seguras de nanopartículas; eles já estão trabalhando com parceiros da indústria para desenvolver nanopartículas bloqueadoras de UV mais seguras. O laboratório de Demokritou mostrou recentemente que o revestimento das partículas de óxido de zinco com uma camada nanotina de sílica amorfa pode reduzir a capacidade das partículas de danificar o DNA.

p Análise rápida

p Até agora, a maioria dos estudos de toxicidade das nanopartículas enfocou a sobrevivência celular após a exposição. Muito poucos examinaram a genotoxicidade, ou a capacidade de danificar o DNA - um fenômeno que pode não necessariamente matar uma célula, mas que pode levar a mutações cancerosas se o dano não for reparado.

p Uma forma comum de estudar os danos ao DNA nas células é o chamado "ensaio do cometa, "nomeado para o esfregaço em forma de cometa que danificou as formas de DNA durante o teste. O procedimento é baseado em eletroforese em gel, um teste em que um campo elétrico é aplicado ao DNA colocado em uma matriz, forçando o DNA a se mover através do gel. Durante a eletroforese, DNA danificado viaja mais longe do que DNA não danificado, produzindo uma forma de cauda de cometa.

p Medir até onde o DNA pode viajar revela quantos danos ao DNA ocorreram. Este procedimento é muito sensível, mas também muito tedioso.

p Em 2010, Engelward e a professora do MIT Sangeeta Bhatia desenvolveram uma versão muito mais rápida do ensaio do cometa, conhecido como CometChip. Usando tecnologia de microfabricação, células únicas podem ser aprisionadas em minúsculos micropoços dentro da matriz. Essa abordagem torna possível processar até 1, 000 amostras no tempo que costumava levar para processar apenas 30 amostras - permitindo aos pesquisadores testar dezenas de condições experimentais de uma vez, que podem ser analisados ​​usando software de imagem.

p Wolfgang Kreyling, um epidemiologista do Centro Alemão de Pesquisa para Saúde Ambiental que não estava envolvido no estudo, afirma que esta tecnologia deve ajudar os toxicologistas a acompanhar a rápida taxa de implantação de nanopartículas projetadas (ENPs).

p "Plataformas de triagem de alto rendimento são extremamente necessárias, "Kreyling diz." A abordagem proposta não será apenas uma ferramenta importante para nanotoxicologistas desenvolvendo estratégias de triagem de alto rendimento para a avaliação de possíveis efeitos adversos à saúde associados com ENPs, mas também de grande importância para cientistas de materiais que trabalham no desenvolvimento de novos ENPs e abordagens mais seguras por design. "

p Usando o CometChip, os pesquisadores do MIT e HSPH testaram os efeitos das nanopartículas em dois tipos de células que são comumente usadas para estudos de toxicidade:um tipo de células sanguíneas humanas chamadas linfoblastoides, e uma linha imortalizada de células de ovário de hamster chinês.

p O óxido de zinco e a prata produziram os maiores danos ao DNA em ambas as linhas celulares. A uma concentração de 10 microgramas por mililitro - uma dose não alta o suficiente para matar todas as células - isso gerou um grande número de quebras de DNA de fita simples.

p Dióxido de silício, que é comumente adicionado durante a produção de alimentos e medicamentos, gerou níveis muito baixos de danos ao DNA. O óxido de ferro e o óxido de cério também apresentaram baixa genotoxicidade.

p Quanto é muito?

p Mais estudos são necessários para determinar o quanto a exposição a nanopartículas de óxido metálico pode ser insegura para humanos, dizem os pesquisadores.

p "O maior desafio que temos como pessoas preocupadas com a biologia de exposição é decidir quando algo é perigoso e quando não é, com base no nível de dose. Em níveis baixos, provavelmente essas coisas estão bem, "Engelward diz." A questão é:em que nível isso se torna problemático, e quanto tempo vai demorar para percebermos? "

p Uma das áreas de maior preocupação é a exposição ocupacional a nanopartículas, dizem os pesquisadores. Crianças e fetos também estão potencialmente em maior risco porque suas células se dividem com mais frequência, tornando-os mais vulneráveis ​​a danos no DNA.

p As rotas mais comuns que as nanopartículas projetadas seguem no corpo são através da pele, pulmões, e estômago, então, os pesquisadores agora estão investigando a genotoxicidade das nanopartículas nesses tipos de células. Eles também estão estudando os efeitos de outras nanopartículas projetadas, incluindo óxidos de metal usados ​​em toner para impressoras e fotocopiadoras, que pode ser transportado pelo ar e entrar nos pulmões. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.