Estudio de la genotoxicidad de nanopartículas de óxidos metálicos en leucocitos extraídos a partir de muestras de saliva

Abstract

[Resumen]: Las nanopartículas (NP) de óxidos metálicos poseen una amplia variedad de propiedades físico-químicas y biológicas muy útiles para aplicaciones industriales y prácticas biomédicas, y constituyen una tecnología emergente en pleno desarrollo. Como resultado, la exposición humana a estos nanomateriales es muy frecuente, resultando un asunto de preocupación para la salud pública, ya que existen hasta la fecha datos escasos acerca de su seguridad y posibles efectos tóxicos. Los leucocitos salivales humanos se han propuesto recientemente como alternativa no invasiva a los leucocitos extraídos de sangre periférica para evaluar la genotoxicidad in vitro. El presente trabajo se ha centrado en demostrar la idoneidad de los leucocitos salivales como biomatriz en el ensayo del cometa para llevar a cabo estudios de nanogenotoxicidad in vitro, mediante la evaluación de algunas de las NP de óxidos metálicos presentes con mayor frecuencia en productos de consumo: NP de dióxido de titanio (TiO2), óxido de zinc (ZnO) y dióxido de cerio (CeO2). Se evaluaron el daño primario y oxidativo en el ADN inducido por estas NP mediante metodologías basadas en el ensayo del cometa: la versión alcalina estándar y la versión modificada con la enzima hOGG1, respectivamente. Previamente al análisis de la genotoxicidad, se descartó la existencia de cualquier posible interferencia de las NP con el procedimiento metodológico del ensayo y con la actividad de la enzima hOGG1. Los resultados obtenidos mostraron aumentos significativos tanto del daño primario como del daño oxidativo en el ADN tras los tratamientos con las tres NP. Los datos de este trabajo apoyan el uso de los leucocitos salivales como muestrabiológica adecuada y sensible para realizar estudios de nanogenotoxicidad in vitro, y contribuyen a incrementar el conocimiento acerca del impacto de las NP de óxidos metálicos sobre la salud humana, reforzando la necesidad de una regulación específica sobre el uso de nanomateriales.

[Resumo]: As nanopartículas (NP) de óxidos metálicos posúen unha ampla variedade de propiedades físico-químicas e biolóxicas moi útiles para aplicacións industriais e prácticas biomédicas, e constitúen unha tecnoloxía emerxente en pleno desenvolvemento. Como resultado, a exposición humana a estes nanomateriais é moi frecuente, resultando un asunto de preocupación para a saúde pública, xa que existen ata o de agora datos escasos acerca da súa seguridade e posibles efectos tóxicos. Os leucocitos salivales humanos propuxéronse recentemente como alternativa non invasiva aos leucocitos extraídos de sangue periférico para avaliar a xenotoxicidade in vitro. O presente traballo centrouse en demostrar a idoneidade dos leucocitos salivales como biomatriz no ensaio do cometa para levar a cabo estudos de nanoxenotoxicidade in vitro, mediante a avaliación dalgunhas das NP de óxidos metálicos presentes con maior frecuencia en produtos de consumo: NP de dióxido de titanio (TiO2), óxido de zinc (ZnO) e dióxido de cerio (CeO2). Avaliáronse o dano primario e oxidativo no ADN inducido por estas NP mediante metodoloxías baseadas no ensaio do cometa: a versión alcalina estándar e a versión modificada coa enzima hOGG1, respectivamente. Previamente á análise da xenotoxicidade, descartouse a existencia de calquera posible interferencia das NP co procedemento metodolóxico do ensaio e coa actividade da encima hOGG1. Os resultados obtidos amosaron aumentos significativos tanto do dano primario como do dano oxidativo no ADN tralos tratamentos coas tres NP. Os datos deste traballo apoian o uso dos leucocitos salivales como mostra biolóxica adecuada e sensible para realizar estudos de nanoxenotoxicidade in vitro, e contribúen a incrementar o coñecemento acerca do impacto das NP de óxidos metálicos sobre a saúde humana, reforzando a necesidade dunha regulación específica sobre o uso de nanomateriais.

[Abstract]: Metal oxide nanoparticles (NP) possess a wide variety of physico-chemical and biological properties very useful for industrial applications and biomedical practices, and constitute an emerging technology in growing development. As a result, human exposure to these nanomaterials is highly frequent, becoming an issue of concern to public health since data on their safety and possible toxic effects are scarce so far. Human salivary leukocytes have recently been proposed as a non-invasive alternative to peripheral blood leukocytes to evaluate genotoxicity in vitro. The present study focused on proving the suitability of salivary leukocytes as a biomatrix in the comet test for in vivo nanogenotoxicity studies, by testing some of the metal oxide NP most frequently present in consumer products: titanium dioxide (TiO2), zinc oxide (ZnO) and cerium dioxide (CeO2) NP. Primary and oxidative DNA damage induced by these NP were evaluated using the comet assay-based methodologies: the standard alkaline version and the hOGG1 enzyme-modified version, respectively. Any possible interference of the NPs with the methodological procedure or the hOGG1 activity was addressed before performing genotoxicity evaluation. Results showed significant increases in both primary and oxidative DNA damage after treatments with the three NP. These data support the use of salivary leukocytes as a proper and sensitive biological sample for in vitro nanogenotoxicity studies, and contribute to increase the knowledge on the impact of metal oxide NP on human health, reinforcing the need of a specific regulation on nanomaterials use.