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ASSAY - Avaliação do deStino e efeitoS de nanopartículas de prata em ecossistemas Aquáticos
Investigador Responsável - António Nogueira
Programa - PTDC/AAC-AMB/113649/2009
Período de Execução - 2011-04-01 - 2014-03-31 (36 Meses)
Entidade Financiadora - FCT
Financiamento para o CESAM - 199334 €
Financiamento Total - 199334 €
Instituicão Proponente - Universidade de Aveiro
Instituições Participantes
Department of Chemistry and Geochemistry, Colorado School of Mines, USA

A UE, em Outubro de 2009, emitiu o documento “Nanociências e Nanotecnologias: um plano de acção para a Europa 2005-2009. Segundo relatório de implementação 2005-2007 COM(2009)607 final” [1] enquanto que nos EUA, em 2008, o Concelho Nacional para a Ciencia e Tecnología produziu a “Revisão da Estratégia Federal para a investigação em segurança, saúde e ambiente relacionada com as nanotecnologias” [2]. Ambos os relatórios destacam algunas prioridades para investigação futura, a nível nacional, europeu ou internacional, nomeadamente a necessidade de: - Desenvolver métodos de padronização com matrizes biológicas - Desenvolver métodos normalizados para avaliação do tamanho, distribuição de tamanhos, forma, estrutura e área superficial – Desenvolver métodos para caracterizar a composição espácio-quimica dos nanomateriais, a sua pureza e heterogeneidade - Compreender os efeitos dos nanomateriais manufacturados (ENPs) em indivíduos de um espécie e a aplicabilidade das abordagens de teste para medição de efeitos. Este projecto aborda directamente estas prioridades e, tal como em qualquer abordagem robusta de identificação de perigo dos nanomateriais, considera três elementos: caracterização fisico-química, ensaios in vitro e estudos in vivo. [3]. A caracterização fisico-química dos nanomateriais depende da combinação do FIFFF a espectrometria de massa do ICP-MS. Esta técnica encontra-se bem desenvolvida para o estudo da composição de materiais coloidais [4] e é uma das técnicas mais promissoras para a quantificação e caracterização de nanopartículas metálicas [5]. Em paralelo aplica-se uma bateria de bioensaios, tanto in vitro como in vivo, abragendo uma ampla gama de indicadores, da citotoxicidade e stress oxidativo ao crescimento e mortalidade, considerando a complexidade crescente dos sistemas em estudo. Deste modo, os estudos de química iniciam-se com sistemas simples que evoluem para matrizes complexas (sistemas mixtos) enquanto que os estudos de ecotoxicologia vão do estudo de tecidos para o estudo de organismos com diferentes níveis de complexidade e de funções tróficas. Dois aspectos importantes são as baixas concentrações esperadas de ENPs e as quantidades elevadas das nanopartículas naturais (NNPs) nas amostras ambientais. Os ensaios in vitro permitem a avaliação de respostas biológicas específicas e/ou mecanismos de acção sob condições controladas. As respostas citotóxicas são habitualmente avaliadas em termos de alterações morfológicas das células e de indicadores de stress oxidativo. Este projecto tutiliza uma abordagem mais abrangente avaliando conjuntamente os efeitos citotóxicos e genotóxicos de nanomateriais em células humanas. Os estudos in vivo, por seu lado, utilizarão organismos aquáticos representante de diferentes níveis tróficos: decompositores, produtores primários e consumidores primários e secundários. Utilizar-se-ão protocolos padronizados de exposição que serão adaptados, se necessário, à exposição a nanomateriais, de acordo com as recomendações da OCDE [6]. Uma linhagem de células da epiderme humana (e.g. NHEK[CS1], NHEM) serão utilizadas em testes in vitro para investigar os efeitos e possíveis mecanismos de toxicidade dos ENPs nos tecidos de consumidores secundários. Os teste de imobilização de Daphnia, a inibição do crescimento algal e os testes de desenvolvimento embrionário com peixe zebra foram incorporados pela maioria das legislações ambientais, incluindo as orientações para o teste de compostos químicos da OCDE. Os quatro sistemas que nos propomos utilizar para a avaliação in vivo de nanomateriais incluem a inibição da bioluminescência da bactéria V. Fischeri, a inbição do crescimento da alga Chlorella vulgaris, a imobilização do cladócero Daphnia magna e o desenvolvimento embrionário do peixe zebra. O projecto pretende desenvolver/validar uma abordagem metodológica integrada para a caracterização e avaliação dos efeitos ecotoxicológicos e partição ambiental de nanopartículas de prata. Utilizar-se-ão indicadores padrão como a bioluminescência e a inibição do crescimento, desenvolvimento embrionário, e mortalidade conjuntamente com os indicadores de citotoxicidade, genotoxicidade e stress oxidativo. A par da avaliação dos diversos parâmetros indicadores de stress químico pretende-se também efectuar a caracterização e quantificação de NPs de prata em todos os bioensaios para que se possam gerar curvas funcionais de dose-resposta. Os efeitos resultantes da exposição directa a ENPs e à prata iónica delas libertada será avaliada, em paralelo, através da quantificação da prata iónica. Enquanto que o parceiro de CSM tem uma sólida formação de base em química, assim como experiência na utilização de FIFFF combinado com o ICP-MS [4], o parceiro CESAM/UA têm uma sólida preparação na utilização de ensaios ecotoxicológicos (e.g. Barata e tal. [7]), assim como em ensaios in vitro e in vivo [7-11] envolvendo a avaliação de citotoxicidade, genotoxicidade e/ou stress oxidativo.


http://assay.bio.ua.pt

Membros neste projecto

Investigador

Coordenadora de Tarefa
Investigadora
Maria de Fátima T. Jesus
Bolseira de Investigação (Mestre)

Investigador
Susana Patrícia Pinto Pereira
Bolseiro de Investigação (BI)

Financiamento do CESAM: