Efeitos das nanopartículas magnéticas a base de maguemita recobertas com ácido 2,3-dimercaptosuccínico em mcrófagos de camundongos

Abstract

Nanopartículas de maguemita recobertas com ácido 2,3-dimercarptosuccínico (FM-DMSA) apresentam distribuição preferencial para o pulmão sendo internalizadas por macrófagos; processo que pode ocorrer pela opsonização por proteínas plasmáticas. A fim de determinar a estabilidade das nanopartículas, em diferentes meios de dispersão, o diâmetro hidrodinâmico foi obtido por espalhamento dinâmico de luz, em diferentes concentrações de albumina sérica bovina (BSA) e soro de camundongo (SC). Essas concentrações foram utilizadas para ensaios de sedimentação em espectrofotômetro, por 180 minutos. Nos ensaios de internalização, macrófagos alveolares e peritoneais foram tratados com 0,03 ou 0,06 mgFe/mL FM-DMSA na presença de 4,5% de SC ou 1,5% e 2,5% de BSA em meio de cultura, por 2h à temperatura ambiente (TA). Foi utilizado como controle positivo poli-L-lisina em meio de cultura e apenas meio de cultura como controle negativo. Na determinação intracelular de ferro utilizou-se o kit de Ferrozine da Labtest, com modificações. A produção das citocinas IL-10, IL-6, IL-1ß, TNF-a e TGF-ß foi analisada por ELISA. A avaliação da citotoxicidade foi verificada pelo ensaio com MTT, após 2h30 a TA ou 2h30 e 12h a 37°C e 5% de CO2 atmosférico. Observou-se diâmetros hidrodinâmicos equivalentes e ausência de sedimentação para as concentrações de 4,5% para o SC nas duas concentrações de ferro testadas e de 1,5% e 2,5% para o BSA nas concentrações de 0,03 mgFe/mL e 0,06 mgFe/mL, respectivamente. A internalização de ferro foi significativamente menor para os grupos com FM-DMSA e SC em relação aos grupos incubados com FM-DMSA e BSA e em relação ao controle positivo, não havendo diferença em relação ao controle negativo. A baixa internalização observada para o FM-DMSA na presença de SC demonstra que a opsonização pode não ser a principal via de internalização. Mesmo com aumento da internalização para alguns grupos experimentais, não houve citotoxicidade do FM-DMSA. A dosagem das citocinas demonstrou que os macrófagos alveolares e peritoneais incubados com o FM-DMSA produzem IL-1ß e TNF-a em níveis basais, indicando a baixa atividade pró-inflamatória. Por outro lado, houve maior produção de TGF-ß, IL-10 e IL-6 pelos macrófagos peritoneais que indica a ocorrência de uma resposta antiinflamatória para os macrófagos peritoneais. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Maghemite nanoparticles coated with 2,3-dimercarptosuccinic acid (MNP-DMSA) showed preferential distribution to lungs, where they are uptaken by resident macrophages. Internalization can occur due to opsonization by serum proteins. This study evaluated the effects of MNP-DMSA on the viability, phagocyte activity, and cytokine production by murine macrophages. The hydrodynamic diameter of nanoparticles was obtained by dynamic light scattering in RPMI-1640 with bovine serum albumin (BSA) or mouse serum (MS) to determine the concentration of BSA and MS that have equivalent nanoparticle diameters. These concentrations were used for sedimentation assays in spectrophotometer for 180 minutes. For internalization analysis, peritoneal and pulmonary macrophages obtained from mice were treated with MNP-DMSA at concentrations of 0.03 and 0.06 mgFe/mL with 4.5% of MS or 1.5 % and 2.5% BSA in RPMI-1640 for 2 hours at room temperature (RT). Treatment with poly-L-lysine was used as positive control and medium without MNP-DMSA as negative control. For determination of intracellular iron, ferrozine kits from Labtest were used, with modifications. Production of IL-10, IL-6, IL-1 , TNF- and TGF- were analyzed by ELISA. Cytotoxicity with MTT assays was analyzed for 2h30 at RT or 2h30 and 12h at 37 °C and atmosphere with CO2 at 5%. MS and BSA concentrations showed equivalent nanoparticle hydrodynamic diameter and no sedimentation for MS at 4.5%, in both iron concentrations used, and for BSA at 1.5% (for 0.03 mgFe/mL) and 2.5% (for 0.06 mgFe/mL). The internalization of iron was significantly lower for groups with MNP-DMSA incubated with MS than for those incubated with BSA and positive controls. There was no significant difference between the negative control group and the macrophages incubated with MNP-DMSA in MS. The low internalization of MNP-DMSA in the presence of MS demonstrates that opsonization of serum proteins may not be the main route of internalization. Cytokine levels showed that the pulmonary and peritoneal macrophages incubated with MNP-DMSA produced IL-1 and TNF-a at baseline levels, indicating a low pro-inflammatory activity. On the other hand, there was an increase in TGF- , IL-10 and IL-6 by peritoneal macrophages, indicating that peritoneal macrophages have an anti-inflammatory activity.