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Previous issue date: 2012-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The rapid advancement of nanotechnology has created a vast array of nanoparticles promising
for industrial, energy and environmental sectors. Furthermore, many biological applications
have been proposed for the nanoparticles, such as transport of genes and drugs for disease
treatments, including cancer and infections. So, it is important to clarify if nanoparticles may
represent a hazard to the environment and human health. In this study, we investigated the
toxic potential and ability to induce DNA damage of different nanoparticles: four species of
carbon nanotubes (NTC, NT, CS e MW), silver (AgNP) and nanoceria (CeO2-NP)
nanoparticles. It was employed the somatic mutation and recombination test (SMART) in
Drosophila melanogaster that detects the loss of heterozygosity of two genetic markers
involved in the metabolic pathways of wing hairs formation - multiple wing hairs (mwh) and
flare3 (flr3). In larvae, the proliferating of wings imaginal disc cells can produce hairs with
mutant phenotypes expressed on the adult wings. Using the standard cross, third-stage larvae
were treated with different concentrations of the nanoparticles until pupal stage. The wings of
adult flies were examined microscopically for the identification of phenotypic abnormalities.
In all concentrations the survival rates were higher than 90%, indicating the absence of
chronic toxicity for nanoparticles evaluated. Using the conditional binomial test, the results of
different treatments were compared with the respective negative control (distilled water),
demonstrating no significantly increase in the NTC, NT and CS mutation and recombination
frequencies (p>0.05) in mwh/flr3 genotype. In all carbon nanotubes tested, only the two higher
concentrations of nanotubes MW (0.4 and 1 mg/mL) were able to induce genetic changes,
mainly by mitotic recombination. The concentration of 10 mg/mL AgNP also promoted
changes in the DNA and 61% of the phenotypic abnormalities were caused by recombination.
The nanoceria was able to produce genotoxic effects at all concentrations tested (0.64-10
mg/mL). Overall, the mutational events were predominant, ranging from 46 to 72% of the
total genotoxic effect induced by nanoceria, showing no dose-response relationship. In
conclusion, our results demonstrated that carbon, silver and cerium dioxide nanoparticles have
different genotoxic potential in D. melanogaster, so, another studies should be performed
before any clinical and/or industrial application of nanoparticles. / O rápido avanço da nanotecnologia permitiu a criação de uma grande variedade de
nanopartículas promissoras para os setores industrial, energético e ambiental. Além disso,
muitas aplicações biológicas têm sido propostas para as nanopartículas, como o transporte de
genes e fármacos para o tratamento de doenças, incluindo o câncer e infecções. Portanto, é
importante esclarecer se as nanopartículas podem representar um perigo ao ambiente e à
saúde humana. Neste estudo, nós investigamos a toxicidade potencial e a capacidade de
induzir danos ao DNA de diferentes nanopartículas: quatro espécies de nanotubos de carbono
(NTC, NT, CS e MW), nanopartículas de prata (AgNP) e nanocéria (CeO2-NP). Foi utilizado
o teste para detecção de mutação e recombinação somática (SMART) em Drosophila
melanogaster que detecta a perda de heterozigose de dois marcadores genéticos envolvidos
nas vias metabólicas de formação de pelos da asa – pelos múltiplos (mwh) e flare3 (flr3). Nas
larvas, a proliferação das células dos discos imaginais das asas pode produzir pelos com
fenótipos mutantes expressos nas asas dos indivíduos adultos. Usando o cruzamento padrão,
larvas de terceiro estágio foram tratadas com diferentes concentrações das nanopartículas até
atingir o estágio de pupa. As asas das moscas adultas foram examinadas microscopicamente
para identificação de alterações fenotípicas. Em todas as concentrações as taxas de
sobrevivência foram superiores a 90%, indicando ausência de toxicidade crônica das
nanopartículas avaliadas. Usando o teste binomial condicional, os resultados dos diferentes
tratamentos com NTC, NT e CS foram comparados com o respectivo controle negativo (água
destilada), demonstrando que não houve aumento estatisticamente significativo (p>0,05) nas
frequências de mutação e recombinação no genótipo mwh/flr3. De todos os nanotubos de
carbono avaliados, apenas as duas maiores concentrações do nanotubo MW (0,4 e 1 mg/mL)
foram capazes de induzir alterações genéticas, principalmente via recombinação mitótica. A
concentração de 10 mg/mL de AgNP também promoveu alterações no DNA e 61% das
anormalidades fenotípicas foram causadas por recombinação. A nanocéria foi capaz de
produzir efeitos genotóxicos em todas as concentrações testadas (0,64-10 mg/mL). Destes
efeitos, os eventos mutacionais foram predominantes, variando de 46 a 72% do efeito
genotóxico total induzido pela nanocéria, sem demonstrar efeito dose resposta. Em conclusão,
nossos resultados demonstraram que nanopartículas constituídas de carbono, prata e dióxido
de cério têm potenciais genotóxicos distintos em D. melanogaster, portanto, outros estudos
devem ser realizados antes de qualquer aplicação clínica e/ou industrial das nanopartículas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/4353 |
| Date | 27 February 2012 |
| Creators | Andrade, Laise Rodrigues de |
| Contributors | Cunha, Kênya Silva, Cunha, Kênya Silva, Lee, Chen Chen, Irazusta, Silvia Pierre |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Biologia (ICB), UFG, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas - ICB (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 6883982777473437920, 600, 600, 600, 600, -3872772117827373404, -4315821173933878065, 2075167498588264571 |
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