Trabalho de Conclusão de Curso
Avaliação in vivo da biodistribuição e efeitos tóxicos de nanotubos de carbono de paredes múltiplas em camundongos
In vivo evaluation of biodistribution and toxic effects of multi-walled carbon nanotubes in mice
Registro en:
TURINI, Carolina Alvarenga. Avaliação in vivo da biodistribuição e efeitos tóxicos de nanotubos de carbono de paredes múltiplas em camundongos. 2018. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Biomedicina) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.
Autor
Turini, Carolina Alvarenga
Institución
Resumen
Nanotechnology has been increasingly used in the field of biomedical applications.
Among the most used nanomaterials are the Multi-Walled Carbon Nanotubes
(MWCNTs), due to its high and effective carrier capacity. With increasing use there was
also increased concern about its effects on the organism. The toxicity study of
nanotubes is quite complex, due to the uniqueness of each manufactured nanoparticle,
providing discrepant results of toxicity assessments, both in vitro and in vivo. Therefore,
the evaluation of the biodistribution and the systemic toxic capacity of each MWCNT
became essential. In the present study, we sought to clarify aspects related to the
biodistribution of MWCNTs functionalized with carboxyl groupings (COOH) and their
systemic toxic effect in vivo. For this, we injected female Balb-c mice with solutions
containing different concentrations of nanotubes (10μg, 20μg and 50μg), and evaluated
at different times of exposure (12 hours, 24 hours, 48 hours and 21 days) through two
administration routes: intraperitoneal and subcutaneous. The animals remained for 24
hours in metabolic cages for urine collection. Monitoring of the respiration of these
animals through spirometry was performed, and the serum was collected for biochemical
evaluation of AST, ALT, GGT, CK and urea. The organs of the animals were also
removed for calculation of organ weight/body weight index. All animals survived the
injection of nanotubes and showed no differences in the volume of urine collected.
Spirometry indicated an overall acute increase in tidal volume after nanoinjections,
which was restored after 21 days of exposure. This increase occurred more rapidly for
animals injected intraperitoneally than for the subcutaneous route. No differences were
recorded in the biochemical indicators, while the index showed a decrease in spleen
size only at the concentration of 10μg after 21 days. Our results show that the synthesis
and functionalization performed for these MWCNTs was effective in producing
nanoparticles with good systemic compatibility and low long term toxicity, and in future
studies could be safely used as biological carriers. CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) A nanotecnologia vem sendo cada vez mais utilizada no campo de aplicações
biomédicas. Dentre os nanomateriais mais utilizados encontram-se os nanotubos de
carbono de paredes múltiplas (MWCNTs), devido à sua alta e eficaz capacidade
carreadora. Com o uso crescente, veio também uma maior preocupação quanto aos
seus efeitos no organismo. O estudo da toxicidade de nanotubos é bastante complexo,
devido à singularidade de cada nanopartícula fabricada, fornecendo resultados de
avaliações de toxicidade discrepantes, tanto in vitro quanto in vivo. Tornou-se então
essencial a avaliação da biodistribuição e da capacidade tóxica sistêmica de cada
MWCNT. No presente estudo, procuramos esclarecer aspectos relacionados à
biodistribuição de MWCNTs funcionalizados com grupamentos carboxila (COOH) e o
seu efeito tóxico sistêmico in vivo. Para isso, injetamos camundongos Balb-c fêmeas
com soluções contendo diferentes concentrações de nanotubos (10μg, 20μg e 50μg), e
avaliamos em tempos diferentes de exposição (12 horas, 24 horas, 48 horas e 21 dias),
através de duas vias de administração: intraperitoneal e subcutânea. Os animais
permaneceram durante 24 horas em gaiola metabólica para coleta de urina. Foi
realizado ainda o monitoramento da respiração desses animais através da espirometria,
e o soro foi coletado para avaliação bioquímica dos níveis séricos de AST, ALT, GGT,
CK e ureia. Foram retirados também os órgãos dos animais para o cálculo do índice
peso órgão/peso corporal. Todos os animais sobreviveram à injeção das soluções de
nanotubos e não apresentaram diferenças quanto ao volume de urina coletado. A
espirometria indicou um aumento geral agudo do volume corrente após as
nanoinjeções, que se restabeleceu após 21 dias da exposição. Esse aumento ocorreu
de forma mais rápida para animais injetados intraperitonealmente do que pela via
subcutânea. Não foram registradas diferenças nos indicadores bioquímicos, enquanto o
índice acusou uma diminuição apenas no tamanho do baço na concentração de 10μg
após 21 dias. Nossos resultados mostram que a síntese e funcionalização realizada
para esses MWCNTs foi eficaz no sentido de produzir nanopartículas com boa
compatibilidade sistêmica e baixa toxicidade a longo prazo, podendo em estudos
futuros serem usadas com segurança como carreadores biológicos.