Le nanoparticelle d’argento e di titanio negli studi di tossicità cellulare dei pesci

Come conferma l’osservazione dei pesci come specie ambientale, le nanoparticelle possono accumularsi in vari organi come l’intestino, il fegato, la milza e il cervello. Un progetto finanziato dall’UE ha studiato l’accumulo e la tossicità delle nanoparticelle di citrato d’argento e di ossido di titanio utilizzando modelli di coltura cellulare dei pesci.

Salute

Le dimensioni e le caratteristiche fisiche delle nanoparticelle rendono possibile l’ingresso endocitico nell’epitelio. Poiché le nanoparticelle di argento e di titanio sono ampiamente utilizzate e disponibili in commercio, è importante che ne venga studiata con attenzione la potenziale tossicità Il progetto NANOTRAFFIC (Do small things lead to big problems? Mechanism of uptake and toxicity of metal nanoparticles in intestinal cells) ha condotto un tale studio della tossicità. I membri del team hanno sviluppato un modello cellulare intestinale polarizzato basato sulla linea cellulare RTgutGC della trota iridea. In combinazione con la linea cellulare epatica, RTL-W1, questo sistema di coltura cellulare intestinale-epatico ha permesso la valutazione del trasporto attraverso l’epitelio intestinale e la misurazione degli effetti sulle cellule epatiche che crescono al di sotto. Grazie a questo modello, gli scienziati hanno potuto differenziare l’assorbimento in vitro delle nanoparticelle da parte delle membrane apicali e basolaterali. Il team NANOTRAFFIC ha utilizzato nanoparticelle d’argento con produzione di ioni rivestite di citrato da 19 nm e nanoparticelle di biossido di titanio non dissolventi da 21 e da 25 nm. La vitalità delle cellule è stata valutata sulla base dell’attività metabolica e dell’integrità della membrana e del lisosoma. La citotossicità degli ioni e delle nanoparticelle d’argento è aumentata notevolmente nei medium senza aminoacidi e proteine. Come mostrato dalla scansione al microscopio elettronico, le nanoparticelle hanno danneggiato principalmente l’integrità lisosomale, entrando direttamente nei lisosomi. Mentre l’esposizione a 1 micrometro di nanoparticelle d’argento per 24 ore non si è rivelata tossica per le cellule RTgutGC, l’esposizione a 10 micrometri ha portato a una riduzione del 15 % della vitalità. D’altro canto, benché le cellule abbiano internalizzato le nanoparticelle di biossido di titanio, queste ultime sono state accumulate negli endosomi, senza tossicità misurabile. Il team ha misurato la concentrazione intracellulare di metalli essenziali (rame, zinco e ferro) e le concentrazioni di esposizione al metallo (argento). Le concentrazioni intracellulari dei metalli essenziali hanno provocato cambiamenti trascrizionali e post-traslazionali delle cellule in seguito all’esposizione alle nanoparticelle metalliche. Mentre è noto che il trasporto degli ioni di argento avviene tramite le proteine trasportatrici del rame, il progetto ha mostrato che le nanoparticelle d’argento provocavano una risposta simile ma attenuata, inclusa l’induzione della proteina metallo chelante, la metallotioneina, i processi escretori e il trasporto della pompa del rame. I dati raccolti dal progetto confermano la valutazione di rischio ambientale riguardante l’esposizione alle nanoparticelle metalliche.