Cellular and molecular effects of metal oxide nanoparticles on human neuronal cells

Resumen

El uso a gran escala de las nanoparticulas (NP) de óxidos metálicos en el mercado de consumo mundial se ha extendido notablemente, dando lugar a un incremento en la probabilidad de exposición a las mismas en los seres humanos. Los potenciales efectos tóxicos de estas NP en las células de mamiferos han sido ampliamente estudiados. Sin embargo, los estudios sobre neurotoxicidad, y los efectos especificos en el tejido nervioso son muy escasos. Por tanto, el objetivo de esta tesis ha sido evaluar el potencial tóxico de NP de dióxido de titanio (TiO,), (óxido de zinc) ZnO y óxido de hierro recubiertas de sílice (S-ION) en células neuronales humanas SH-SY5Y, para dilucidar el posible mecanismo de sus efectos adversos a nivel celular y molecular sobre el tejido nervioso humano. Tras la caracterización de las NP, se realizó una bateria de ensayos para evaluar la viabilidad, citotoxicidad, genotoxicidad y daño oxidativo en las células SH-SY5Y expuestas a las NP. Los resultados obtenidos mostraron que el potencial de internalización de cada NP es diferente; así las NP de TiO, y las S-ION fueron eficazmente intemalizadas, siendo esta captación dependiente de la concentración y del tiempo de exposición. Por otro lado, las NP de ZnO fueron incapaces de ser internalizadas por las células neuronales. El potencial de las NP analizadas para inducir efectos tóxicos fue dependiente del tipo de materia!. Las NP de TiO, no redujeron la viabilidad y las S-ION presentaron en general baja citotoxicidad, mientras que las NP de ZnO mostraron un alto nivel de citotoxicidad. Al igual que en el caso de la citotoxicidad, el potencial genotóxico inducido por las NP de óxidos metálicos resultó diferente para cada una de ellas. Además, la toxicidad encontrada en células expuestas a NP de ZnO y a S-ION estuvo mediada por estrés oxidativo; sin embargo, para las NP de Ti02 tales cambios no se relacionaron con la oxidación. Los resultados obtenidos en este trabajo contribuyen en general a incrementar el conocimiento sobre el potencial genotóxico y citotóxico de las NP de óxidos metálicos, específicamente sobre las células neuronales humanas.