Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3661.pdf: 3457379 bytes, checksum: b8065e93e77882df9787154074c2cd19 (MD5) Previous issue date: 2010-12-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / The fast development of the nanotechnology, and the use of this technology to develop new products to help in diagnosis diseases, drugs and treatments for many diseases is increasing. Some authors have been warning about the nanoparticles use, because the real affect, toxic or not, still unknown. Iron oxide nanoparticles have been used in contrast liquid for magnetic resonance imaging, cancer treatment, among others. The aim of this work was to analyze the possible effects of chronic treatment with these nanoparticles in adults rats. The animals were distributed in 3 groups: Control (saline 0.9% - 0.1 mL/100 of body weight), nFe 0.3 (magnetic iron oxide nanoparticles 0.3 mg/kg BW) and nFe 0.6 (magnetic iron oxide nanoparticles 0.6 mg/kg BW). The animals were treated by gastric gavage during 8 weeks, 5 days per week. The body weight of the animals from the nFe 0.6 group decreased when compared to animals from the control group, and the BW of the animals from nFe 0.3 group was not different from the control group. The animals from the nFe 0.6 group showed the higher blood levels of cholesterol, although the levels of glucose, urea, creatinine, AST, ALT and alkaline phosphatase, plus hematology were not different from the animals of control group. Moreover, the seminal gland and ventral prostate of the animals of nFe 0.6 were atrophied. All those parameters of animals from nFe 0.3 group were not different compared to control group. The bone (femur and vertebra) biometric, biomechanical and biophysical parameters were similar in the animals from the different experimental groups. These results showed that high concentrations of magnetic iron oxide nanoparticles could be toxic and dangerous to the rats when take daily, but in low concentration it could be safe. / Com o rápido desenvolvimento da nanotecnologia, o homem vem utilizando cada vez mais essa nova tecnologia para auxiliá-lo no desenvolvimento de novos produtos que auxiliem no diagnóstico de doenças, fármacos e tratamentos de inúmeras enfermidades. Alguns autores vêm chamando a atenção para o uso de nanopartículas em vários produtos comerciais, pois pouco se sabe sobre sua toxicidade. Especificamente as nanopartículas de óxido de ferro magnético vêm sendo utilizadas em líquidos de contraste de ressonância magnética, tratamento de câncer, entre outros. Com isso, o objetivo deste trabalho foi analisar os possíveis efeitos tóxicos dessas nanopartículas administradas cronicamente em ratos adultos jovens. Ratos Wistar machos foram distribuídos em 3 grupos experimentais: Controle (salina 0,9% - 0,1mL/100g MC), nFe 0,3 (nanopartículas de óxido de ferro - 0,3 mg/kg MC) e nFe 0,6 (nanopartículas de óxido de ferro - 0,6 mg/kg MC). O tratamento foi realizado por gavagem gástrica, 5 dias por semana, durante 8 semanas. As análises de massa corporal (MC) dos animais indicou que a concentração de 0,6 mg/kg MC de nanopartículas de óxido de ferro magnético levou à uma diminuição da MC dos animais em relação aos animais tratados com 0,3 mg/kg MC e aos animais tratados solução salina 0,9%. Os animais do grupo nFe 0,6 apresentaram aumento de colesterol sanguíneo, entretanto as concentrações de glicose, ferro, uréia, creatinina, AST, ALT e fosfatase alcalina, além da análise hematológica não foram diferentes dos animais do grupo controle. Além disso, as glândulas seminais e próstatas ventrais dos animais tratados com nFe 0,6 mg/kg MC atrofiaram, sendo que as dos animais do grupo nFe 0,3 não apresentaram diferença em relação as do grupo controle. Os parâmetros biométricos, biomecânicos e biofísicos dos ossos (fêmur e vértebra) foram semelhantes nos 3 grupos experimentais. Portanto, o tratamento crônico com nanopartículas na concentração de 0,6 mg/kg MC foi prejudicial à saúde dos animais, exceto no tecido ósseo, sendo que tal efeito não foi observado com a concentração mais baixa.

Scientific research using nanotechnology is a relatively recent development with a variety of potential applications in many fields of science. Within this field of research, many new products, with improved performances, have been developed. Despite increased research on its toxicity to ecosystem, the knowledge about this area is still limited. To evaluate the toxicity and genotoxicity of different sizes silica nanoparticles (SiNP)to the environment, different species, on different trophic levels (Vibrio fisheri, Raphidocelissubcapitata, Daniorerio and Allium cepa) were exposed to TM40 (22 nm), HS30 (12 nm), SM30 (7 nm) with concentrations ranging from0.19 to 163.8 g/L (TM40) and 0.29 to 122.85 g/L (HS30 and SM30), and the following parameters were monitored during exposure: production of bioluminescence (V. fischeri), growth rate (R. subcapitata), embryonic development and DNA damage (D. rerio) and germination rate, growth and DNA damage (A. cepa). Within each test SiNPpresent a size dependent chronic toxicity. The bioluminescence test present a EC50 of 29.11, 32.34 and 4.58 g/L for TM40, HS30 and SM30, respectively. For the growth rate assay the EC50 was 9.32, 9.07 and 7.93 g/L for TM40, HS30 and SM30, respectively. And for the zebra fish embryonic development test for TM40, HS30 and SM30, the EC50 was 5.85, 1.13 and 2.68 g/L respectively. All particles also induce phytotoxicity in A.cepa, growth and germination reduce significatively when expose to SiNP. Futhermoregenotoxic effects were also induced by the particles for both A.cepaand D. rerio. Therefore, SiNP can cause toxicity to the environment and size can strongly influence this toxicity / Com uma variedade de aplicações potenciais, em diversos campos da ciência, as pesquisas científicas utilizando nanotecnologia são de desenvolvimento relativamente recente. Dentro deste campo de pesquisa, vários novos produtos, com desempenhos melhorados têm sido desenvolvidos. Apesar do aumento de pesquisas sobre a toxicidade dessas tecnologias à biota, o conhecimento sobre esta área ainda é limitado. Visando avaliar a toxicidade e genotoxicidade denanopartículasde sílica (SiNP) no meio ambiente diferentes espécies pertencentes a diversos níveis tróficos (Vibriofisheri, Raphidocelissubcapitata, DaniorerioandAllium cepa) foram expostos a Ludox TM40 (22 nm), Ludox HS30 (12 nm) e Ludox SM30 (7 nm). As espécies de teste foram expostas a concentrações de nanopartículas (NP) variando de 0.29 a 163.8 g/L (TM40) e 0.19 a 122.85 g/L (HS30 e SM30) e os seguintes parâmetros monitorizados durante a exposição: a produção de bioluminescência (V. fischeri), o crescimento taxa (R. subcapitata), inibição de alimentação (D. magna), desenvolvimento embrionário e dano ao DNA (D. rerio) e taxa de germinação, crescimento e danos ao DNA (A. cepa). Nos testes feitos com as SiNPfoi observado que a toxicidade é dependente do tamanho da partícula. O ensaio de bioluminescência apresentou um EC50 de 29.11, 32.34 e 4.58 g/L para TM40, HS30 e SM30, respectivamente. Para o ensaio de taxa de crescimento o EC50 foi 9.32, 9.07 e 7.93 g/Lpara TM40, HS30 e SM30, respectivamente. E para o teste de desenvolvimento embrionário com peixe zebra, para o TM40, HS30 e SM30 o EC50 foi de 5.85, 1.13 e 2.68g/L, respectivamente. Todas as partículas também induziram fitotoxicidade em A. cepa, crescimento e germinação reduziram significativamente quando o organismo foi exposto a SiNP. Efeitos genotóxicos também foram induzir pelas partículas, tanto para A. cepa quanto paraD. rerio. Portanto, as SiNP podem causar toxicidade ao ambiente e o tamanho pode influenciar fortemente a essa toxicidade

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-04-08T14:09:56Z No. of bitstreams: 1 michelemunkpereira.pdf: 6330020 bytes, checksum: 446922b21f5355bdcbfc26ac618f8e7c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T03:40:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 michelemunkpereira.pdf: 6330020 bytes, checksum: 446922b21f5355bdcbfc26ac618f8e7c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T03:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 michelemunkpereira.pdf: 6330020 bytes, checksum: 446922b21f5355bdcbfc26ac618f8e7c (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os nanotubos de carbono multicamadas (MWCNT) e as nanofibras de celulose (NFCs) são interessantes nanomateriais (NMs) que possuem grande potencial de aplicação em áreas como tratamento de água, reforço de materiais, engenharia tecidual e entrega de moléculas terapêuticas. Em especial, os MWCNT são promissores vetores de DNA em células e embriões de mamíferos. Porém, o desenvolvimento desta área está relacionado à padronização de sistemas para avaliar o potencial impacto dos NMs na saúde humana e ambiental. O objetivo geral deste estudo foi avaliar a toxicidade de MWCNT e NFC em diferentes modelos biológicos (fibroblastos e embriões bovinos; microalgas) e o potencial de carreamento gênico de MWCNT-COOH em fibroblastos e embriões bovinos. No experimento 1, foi avaliada a viabilidade e a morfologia dos fibroblastos cultivados in vitro expostos às NFCs e aos MWCNT-COOHs. Os resultados deste experimento revelaram que em baixas concentrações (0,02-100μg ml-1) as NFC não foram citotóxicas (P = 0,06). Porém, concentrações acima de 200 μg ml-1 NFC diminuíram a viabilidade celular e causaram mudanças na morfologia das células. Para os MWCNT-COOH, a exposição dos fibroblastos a 100μg ml-1 reduziram a viabilidade (P= 0,001) e alteram a morfologia celular. No experimento 2, foram analisados os efeitos desses NMs no desenvolvimento, expressão gênica e apoptose in situ de embriões bovinos produzidos in vitro. Neste ensaio, os NMs não influenciaram o desenvolvimento (P=0,24) e o índice de apoptose embrionária (P=0,82). Contudo, os MWCNT-COOH alteraram a expressão de genes (P=0,02) relacionados à totipotência, diferenciação e estresse celular de forma mais acentuada quando comparada às NFCs. No experimento 3, o potencial ecotóxico das NFCs e dos MWCNTs foi estudado em microalgas Chlorella vulgaris e Klebsormidium flaccidum mediante análise de Potencial Zeta, viabilidade celular, atividade fotossintética e de enzimas antioxidativas, quantificação dos níveis de ATP e microscopia eletrônica. Os resultados revelaram que os MWCNTs e as NFCs afetaram a viabilidade (P<0,001), a fotossíntese (P<0,05), a atividade de enzimas antioxidativas (P<0,05), os níveis de ATP (P<0,05) e a morfologia celular das microalgas em concentrações, tempos e sistemas de cultura específicos. No experimento 4, os fibroblastos e embriões bovinos foram transfectados com MWCNT-COOH complexados ao plasmídeo contendo o gene que codifica a proteína verde fluorescente (pGFP). As análises de microscopia de fluorescência detectaram que o gene GFP foi expresso nas células e nos embriões no estágio inicial de desenvolvimento (2 a 8 células). Entretanto, a expressão de GFP não foi observada no estágio de blastocisto. A análise por PCR confirmou a presença do gene GFP nos fibroblastos (3,30% GFP+) e embriões de 2-8–células (46,67% GFP+). Em conclusão, nas condições testadas, a exposição de fibroblastos a baixas concentrações de MWCNT-COOH ou NFC não causaram impacto na viabilidade e morfologia celular. Entretanto, os MWCNTs e as NFCs foram citotóxicas para as microalgas estudadas. O uso de MWCNT-COOH como vetor de DNA em embriões bovinos mostrou-se promissora, o que abre possibilidades de geração de animais transgênicos por este método. / Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and cotton cellulose nanofibers (CNFs) are interesting nanomaterials (NMs) which possess great potential for applications in various fields such as in water treatment, reinforcement materials, tissue engineering and therapeutic molecule delivery. In particular, MWCNT have emerged as a new method for gene delivery and they can be an alternative for cell and embryos transfection. However, while engineered NMs provide great benefits, we know very little about the potential effects on human health and the environment. Thus, the objectives of this study were to evaluate the potential toxicity of MWCNT and CNF in various biological model organisms (bovine fibroblast and embryo, and green microalgaes) and whether MWCNT is able to deliver exogenous DNA molecules into bovine fibroblast and embryos. In experiment 1, we evaluated in vitro the effects of NMs on bovine fibroblast viability and morphology. The results showed that low concentrations of CNF (0.02-100μg ml-1) did not cause viability loss (P>0.05) or change in cell morphology. However, at concentrations above 200μg ml-1, NFC significantly decreased cell viability (P<0.05) and changes in cell shape. Fibroblasts exposed at concentrations above 100μg ml-1 MWCNT-COOH exhibited a reduced cell viability (P<0.05) and their cell morphology was altered. In experiment 2, we examined gene expression, apoptosis response and developmental rates of in vitro produced bovine embryos that were exposed to NMs. There was no difference (P > 0.05) in the hatching, degeneration and apoptosis rate among the control, MWCNT-COOH or cotton CNF- exposed embryos. In contrast, in embryos exposed at 0.2 μg ml-1 MWCNT-COOH showed relatively higher levels (P<0.05) of the genes associated with totipotency, differentiation and response to stress. In experiment 3, we analyzed the cytotoxic response of C. vulgaris and K. flaccidum cells (green microalgae) to NMs by investigating the zeta potential, trypan blue exclusion assay, photosynthetic activity, superoxide dismutase activity, quantification of ATP levels and microscopic investigations. NMs decreased viability, photosynthetic activity and ATP levels of microalgaes cells, depending on concentration and time. Addition of NMs further induced an increase of superoxide dismutase activity and ultrastructural damage cell. In experiment 4, we have used plasmid DNA of green fluorescent protein (pGFP) in combination with MWCNT-COOH to transfect bovine fibroblast and embryos. Detection of GFP accumulation by fluorescence microscopy examination revealed that this gene was expressed in the fibroblast and the embryo (2 to 8-cell stage). However, the expression GFP was not observed in blastocyst stage. The PCR result confirmed the presence of the pGFP gene in the transfected cells (3.30% GFP+) and embryos of 2-8–cell stage (46.67% GFP+). In conclusion, under the conditions tested, the exposures to MWCNTs or CNFs in low concentrations are not toxic to bovine fibroblast cells. However, these NMs have toxic effects in green microalgaes. Especially, this work showed that MWCNT-COOH-transfection of embryo could be a simple and suitable method to introduce foreign genes in embryos and perhaps could be also useful to generate transgenic animals.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The association of haloperidol (HP) with polymeric nanocapsules causes a significant improve in therapeutic efficacy prolongs the drug time of action and reduces motor side effects in rats. However, in view of the HP toxicity on organs such as liver and kidney and besides due the lack of knowledge about the toxicity of polymeric nanocapsules, the objective of this study was to evaluate the effects of formulation containing haloperidol-loaded lipid-core nanocapsules on biochemical parameters and oxidative stress (OS) markers in the same tissues, besides DNA damage in blood. For this study, 28 rats were divided in four groups (n = 7) and treated with aqueous solution containing 5% polysorbate 80 (v/v) (C group), free haloperidol suspension (FH group), blank nanocapsules suspension (B-Nc group) and haloperidol-loaded lipid-core nanocapsules suspension (H-Nc group). All suspensions were administered in the animals (0,5 mg/kg-ip) once a day, for 28 days. The results showed that a subchronic treatment with FH increased oxidative damage evidenced by the elevation in lipid peroxidation levels and diminution in antioxidant defenses like vitamin C and superoxide dismutase enzyme, decreased cell integrity and increased plasma levels of AST and ALT enzymes. FH also caused damage to kidney, but to a lesser extent, and caused damage to blood DNA. On the other hand, rats treated with H-Nc did not present these alterations. Through this comparative study was possible evidence that H-Nc did not show subchronic toxicity in liver and kidney of animals, preserving these tissues from oxidative damage and loss of cell integrity, which were observed in animals treated with free drug. / A associação de haloperidol (HP) a nanocápsulas poliméricas proporciona uma significante melhora na eficácia terapêutica, prolonga o tempo de ação e reduz efeitos adversos motores em ratos. No entanto, tendo em vista a toxicidade do HP sobre órgãos como fígado e rim e o pouco conhecimento sobre a toxicidade das nanocápsulas poliméricas, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da formulação contendo haloperidol nanoencapsulado sobre parâmetros bioquímicos e marcadores de estresse oxidativo (EO) nestes mesmos tecidos, além do dano no DNA no sangue. Para este estudo, 28 ratos foram separados em quatro grupos experimentais (n=7) e tratados com solução aquosa contendo 5% polissorbato 80 (v/v) (grupo C), suspensão de haloperidol livre (grupo FH), suspensão de nanocápsulas branca (grupo B-Nc) e suspensão de haloperidol nanoencapsulado (grupo H-Nc). Todas as suspensões foram administradas aos animais (0,5 mg/kg-ip) uma vez por dia, durante 28 dias. Os resultados mostraram que o tratamento subcrônico com FH causou danos no fígado, evidenciado pelo aumento nos níveis de peroxidação lipídica e diminuição das defesas antioxidantes como vitamina C e superóxido dismutase, diminuição na integridade celular e aumento nos níveis plasmáticos das enzimas AST e ALT. O FH também causou danos no rim, mas em menor extensão, e causou danos ao DNA sanguíneo. Por outro lado, ratos tratados com H-Nc não apresentaram estas alterações. A partir deste estudo comparativo foi possível evidenciar que o haloperidol nanoencapsulado (H-Nc) não causou toxicidade subcrônica hepática e renal aos animais, preservando estes tecidos dos danos oxidativos e da perda da integridade celular, os quais foram observados nos animais tratados com o fármaco livre.