Nanomateriais manufaturados : avaliação de segurança através da caracterização dos seus efeitos genéticos

RESUMO - Os nanomateriais manufaturados (NMs), isto é, fabricados deliberadamente para fins específicos, apresentam propriedades físico-químicas únicas como a dimensão, área superficial ou funcionalização, que lhes conferem caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas muito vantajosas para aplicações industriais e biomédicas. Efetivamente, a tecnologia baseada nos NMs, ou nanotecnologia, foi identificada como uma key enabling technology, impulsionadora do crescimento económico dos países industrializados, devido ao seu potencial para melhorar a qualidade e desempenho de muitos tipos de produtos e de processos. Contudo, a expansão da utilização de NMs contrasta com a insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente, sendo considerados como um risco emergente para a saúde pública. As incertezas sobre a segurança dos NMs para a saúde pública advêm sobretudo de estudos epidemiológicos em humanos expostos a nanomateriais produzidos como consequência dos processos e atividades humanas e da poluição. Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos dos NMs na saúde humana é o seu potencial efeito carcinogénico, que é sugerido por alguns estudos experimentais, como no caso dos nanomateriais de dióxido de titânio ou dos nanotubos de carbono. Para avaliar em curto termo as propriedades carcinogénicas de um composto, utilizam-se frequentemente ensaios de genotoxicidade em linhas celulares de mamífero ou ensaios em modelos animais, em que se analisa uma variedade de lesões genéticas potencialmente relacionados com o processo de carcinogénese. No entanto, a investigação sobre as propriedades genotóxicas dos NMs não foi, até hoje, conclusiva. O presente estudo tem por objectivo principal caracterizar os efeitos genotóxicos associados à exposição a nanomateriais manufaturados, de forma a contribuir para a avaliação da sua segurança. Constituíram objectivos específicos deste estudo: i) avaliar a genotoxicidade dos NMs em três tipos de células humanas expostas in vitro: linfócitos humanos primários, linha celular de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) e linha celular de adenocarcinoma epitelial de pulmão humano (A549); ii) avaliar a sua genotoxicidade num modelo de ratinho transgénico; iii) investigar alguns mecanismos de acção que poderão contribuir para a genotoxicidade dos nanomateriais, como a contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade induzida pelos NMs in vitro, e a investigação da sua bioacumulação e localização celular in vivo. Foram analisados os efeitos genotóxicos associados à exposição a duas classes de NMs, dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla, bem como a um NM de óxido de zinco, candidato a ser utlilizado como controlo positivo de dimensão nanométrica. Os xx NMs utilizados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas características físico-químicas e também relativamente à sua dispersão em meio aquoso e no meio de cultura. A metodologia incluiu ensaios de citotoxicidade e de genotoxicidade in vitro, designadamente, ensaios de quebras no DNA (ensaio do cometa) e nos cromossomas (ensaio do micronúcleo) em células humanas expostas a várias concentrações de NMs, por comparação com células não expostas. Também foram realizados ensaios in vivo de quebras no DNA, quebras cromossómicas e ainda um ensaio de mutações em vários órgãos de grupos de ratinhos transgénicos LacZ, expostos por via intravenosa a duas doses de dióxido de titânio. Foi investigada a existência de uma relação dose-resposta após exposição das células humanas ou dos animais a NMs. A contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade após exposição das células aos NMs in vitro foi explorada através do ensaio do cometa modificado com enzima. Realizaram-se estudos histológicos e citológicos para deteção e localização celular dos NMs nos órgãos-alvo dos ratinhos expostos in vivo. Os resultados demonstraram efeitos genotóxicos em alguns dos NMs analisados em células humanas. No entanto, os efeitos genotóxicos, quando positivos, foram em níveis reduzidos, ainda que superiores aos valores dos controlos, e a sua reprodutibilidade era dependente do sistema experimental utilizado. Para outros NMs, a evidência de genotoxicidade revelou-se equívoca, conduzindo à necessidade de esclarecimento através de ensaios in vivo. Para esse fim, recorreu-se a uma análise integrada de múltiplos parâmetros num modelo animal, o ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene LacZ exposto a um NM de dióxido de titânio, NM-102. Embora tenha sido demonstrada a exposição e a acumulação do NM no fígado, não se observaram efeitos genotóxicos nem no fígado, nem no baço nem no sangue dos ratinhos expostos a esse NM. Neste estudo concluiu-se que algumas formas de dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla produzem efeitos genotóxicos em células humanas, contribuindo para o conjunto de evidências sobre o efeito genotóxico desses NMs. As diferenças observadas relativamente à genotoxicidade entre NMs do mesmo tipo, mas distintos em algumas das suas características físico-quimicas, aparentemente não são negligenciáveis, pelo que os resultados obtidos para um NM não devem ser generalizados ao grupo correspondente. Para além disso, a genotoxicidade equívoca verificada para o NM-102 em células humanas expostas in vitro, não foi confirmada no modelo in vivo, pelo que o valor preditivo da utilização dos ensaios in vitro para a identificação de NMs com efeitos genotóxicos (e portanto potencialmente carcinogénicos) ainda tem de ser esclarecido antes de ser possível extrapolar as conclusões para a saúde humana. Por sua vez, como a informação aqui produzida pelas metodologias in vitro e in vivo não reflete os efeitos de exposição continua ou prolongada, que poderá conduzir a efeitos genotóxicos distintos, esta xxi deverá ser complementada com outras linhas de evidência relativamente à segurança dos NMs. Perante a incerteza dos níveis de exposição real do organismo humano e do ambiente, a segurança da utilização dos NMs não pode ser garantida a longo prazo e, tendo em conta a elevada produção e utilização destes NMs, são prementes futuros estudos de monitorização ambiental e humana.

Transport of methotrexate by the in vitro isolated rabbit proximal tubule.

The tubular transport of [3H]methotrexate was studied in isolated nonperfused and perfused superficial proximal tubular segments of rabbit kidneys. Reabsorption represented only 5% of perfused methotrexate, and appeared to be mostly of passive nature inasmuch as it was not modified by reducing the temperature or by ouabain. Cellular accumulation in nonperfused segments and secretion in perfused tubules were highest in the S2 segment and lower in the S3 and S1 segments. Secretion against a bath-to-lumen concentration gradient was observed only in S2 segments (with a maximum methotrexate secretory rate of 478 +/- 48 fmol/mm.min and an apparent Km of transport of 363 +/- 32 microM), and was inhibited by probenecid and folate. The low capacity for methotrexate secretion may be explained by a low capacity of transport across the basolateral membrane of the proximal cell as methotrexate was accumulated only to a low extent in nonperfused tubules (tissue water to medium concentration ratio of 8.2 +/- 1 in S2 segments). During secretion a small amount of methotrexate was metabolized; the nature of the metabolite(s) remains to be defined.

In vitro engineering of human stratified urothelium: analysis of its morphology and function.

PURPOSE: Gastric or intestinal patches, commonly used for reconstructive cystoplasty, may induce severe metabolic complications. The use of bladder tissues reconstructed in vitro could avoid these complications. We compared cellular differentiation and permeability characteristics of human native with in vitro cultured stratified urothelium. MATERIALS AND METHODS: Human stratified urothelium was induced in vitro. Morphology was studied with light and electron microscopy and expression of key cellular proteins was assessed using immunohistochemistry. Permeability coefficients were determined by measuring water, urea, ammonia and proton fluxes across the urothelium. RESULTS: As in native urothelium the stratified urothelial construct consisted of basal membrane and basal, intermediate and superficial cell layers. The apical membrane of superficial cells formed villi and glycocalices, and tight junctions and desmosomes were developed. Immunohistochemistry showed similarities and differences in the expression of cytokeratins, integrin and cellular adhesion proteins. In the cultured urothelium cytokeratin 20 and integrin subunits alpha6 and beta4 were absent, and symplekin was expressed diffusely in all layers. Uroplakins were clearly expressed in the superficial umbrella cells of the urothelial constructs, however, they were also present in intermediate and basal cells. Symplekin and uroplakins were expressed only in the superficial cells of native bladder tissue. The urothelial constructs showed excellent viability, and functionally their permeabilities for water, urea and ammonia were no different from those measured in native human urothelium. Proton permeability was even lower in the constructs compared to that of native urothelium. CONCLUSIONS: Although the in vitro cultured human stratified urothelium did not show complete terminal differentiation of its superficial cells, it retained the same barrier characteristics against the principal urine components. These results indicate that such in vitro cultured urothelium, after being grown on a compliant degradable support or in coculture with smooth muscle cells, is suitable for reconstructive cystoplasty.

Sentinel nodes and and non sentinel nodes evaluation in T1 melanoma patients

Objective: Because increasing incidence of melanoma and dermatologicsystematic screening, more early superficial melanoma are discovered in Switzerland. Patients with Breslow index more than 1 mm. (T2) represent the classical indication to sentinel node (SN). It has been shown that some ''risky'' T1 patients may have micrometastatic SNs. T1b melanoma are defined by presence of ulceration,Clark IV (ormore) level, signs of melanoma regression (old classification) and high mitotic index (new TNM). The objective of the present study was to review the incidence and risk for metastatic SN in T1 patients and if radical lymph node dissection is justified (evaluation of non sentinel node [NSN]) compared with T2-4 patients.Methods: Retrospective review of a cohort of all patients operated for T1-4 clinically N0 and radiological M0 melanoma patients between 1997 and 2010 in a reference melanoma centre.Results: 599 melanoma patients have been operated with SNdissection. There were 98 T1 patients. Metastatic SN were observed in 2 out of 24 T1a patients and in 5 out of 74 T1b patients. This means overall 7% T1 patients were at least N1a. None of SN+ T1a or T1b patients had metastatic NSN after radical lymph node dissections (RLND). During the follow-up (1998-2010), no patients presented with locoregional disease and only one T1a N1a patient died of metastatic melanoma. These results contrast with the other 591 T2-4 patients: 150 were SN+ (25%) and among them 23 had metastatic NSN after RLND. Overall 23/136 (17%) had metastatic NSN.Conclusion: T1 melanoma patients are at significant risk (7%) for metastatic lymph node in the corresponding drainage basin. T1a and T1b did not differ regarding this risk. However, the benefit for a RLND must be reevaluated regarding surgical morbidity, because none of T1 patients had metastatic NSN.

European guidelines for sclerotherapy in chronic venous disorders.

AIM: Sclerotherapy is the targeted chemical ablation of varicose veins by intravenous injection of a liquid or foamed sclerosing drug. The treated veins may be intradermal, subcutaneous, and/or transfascial as well as superficial and deep in venous malformations. The aim of this guideline is to give evidence-based recommendations for liquid and foam sclerotherapy. METHODS: This guideline was drafted on behalf of 23 European Phlebological Societies during a Guideline Conference on 7-10 May 2012 in Mainz. The conference was organized by the German Society of Phlebology. These guidelines review the present state of knowledge as reflected in published medical literature. The regulatory situation of sclerosant drugs differs from country to country but this has not been considered in this document. The recommendations of this guideline are graded according to the American College of Chest Physicians Task Force recommendations on Grading Strength of Recommendations and Quality of Evidence in Clinical Guidelines. RESULTS: This guideline focuses on the two sclerosing drugs which are licensed in the majority of the European countries, polidocanol and sodium tetradecyl sulphate. Other sclerosants are not discussed in detail. The guideline gives recommendations concerning indications, contraindications, side-effects, concentrations, volumes, technique and efficacy of liquid and foam sclerotherapy of varicose veins and venous malformations.

Informe preliminar del Crucero Unanue 6708: 24 agosto - 25 de setiembre invierno 1967

El informe preliminar del crucero Unanue 6708 de EASTROPAC señala los tipos de observaciones y métodos seguidos y presenta una aproximación del principal flujo superficial (la Corriente peruana) y de los sugestivos flujos subsuperficiales; establece comparaciones de este invierno con las estaciones precedentes al crucero.

Biomasa desovante de la anchoveta y condiciones oceanográficas. Crucero 9408- 10 BIC SNP-1 y bolicheras

Describe las actividades realizadas en el crucero de evaluación de biomasa desovante de anchoveta y sardina, realizadas desde el 11 de agosto al 4 de octubre de 1994, con el objetivo de evaluar a las poblaciones desovantes de la anchoveta y sardina del litoral, para lo cual exploró el área comprendida entre los 10°00 'S y 17°30 'S, llegando hasta las 102 mm de la costa. Los registros acústicos mostraron que la distribución de la anchoveta fue amplia, desde las 02 hasta las 102 millas de la costa, formando grandes áreas de concentración, principalmente frente a Chimbote, Salaverry, Chicama y Pimentel y en menor densidad entre Huarmey y Pisco. La sardina en cambio se presentó en pequeñas áreas dispersas entre Pimentel y Paita, desde las 15mn hasta las 102 millas de distancia de la costa. Las concentraciones y distribución de la especie no permitieron realizar el estimado de biomasa desovante. La Biomasa desovante estimada para ala anchoveta mediante el Método de Producción de huevos es de 6,9 millones de toneladas, con una producción de 15,12 E + 13 huevos por día. La temperatura superficial del mar fluctuó entre 15.0 y 20,4° C. En general, en todo el litoral se observó una tendencia homogénea, con algunos incrementos de carácter temporal al inicio de la primavera.

Atlas sedimentológico de la plataforma continental peruana

Presenta un atlas sedimentológico compuesto por un texto explicativo y 19 cartas elaboradas en base a la información obtenida de 726 muestras de sedimento superficial de la plataforma continental peruana y del talud continental, extraídas entre 1976 y 1983 mediante una draga Van Veen de 0,10m2. Incluye la batimetría de la zona estudiada,la ubicación de los puntos de muestreo, la textura y granulometría del sedimento, así como el contenido tanto de carbonatos como de carbono orgánico. Las cartas son más detalladas para la plataforma que para el talud y muestran la predominancia de sedimentos arenosos en la mayor parte de la plataforma continental y del talud superior entre los 6°15' y 10°30' S, y la presencia de arcilla limosa cubriendo todo el talud continental y gran parte de la plataforma al sur de los 10°30' S. En cuanto al carbono orgánico y carbonatos se observa valores muy bajos ( <2% de carbono orgánico y <10% de carbonatos en sedimento) al norte de los 10"30'S y valores altos (>5%- 20% de carbono orgánico y hasta de 30%-50% de carbonatos) al sur de los 10°30'S.

Aspectos hidroquímicos del mar peruano. Crucero de evaluación de recursos pelágicos 9502- 04 BIC /NSP-1 (13 febrero - 05 abril, 1995)

Da a conocer la distribución superficial y de profundidad hasta 200 m. de las sales nutritivas, que conjuntamente al oxigeno disuelto y clorofila "a" tiene enorme importancia desde el punto de vista biológico, por ser elementos fundamentales en la síntesis orgánica del agua de mar.

Frecuencia de desove de la anchoveta peruana, engraulis ringens, en agosto y setiembre 1995

Se estimó la frecuencia de desove (F) de la anchoveta peruana Engraulis ringens, colectada en el área Tambo de Mora a Paita, en el Crucero BIC Humboldt y BIC SNP-1 9508-09. El valor de la frecuencia de desove fue de 0,119 (11,9%) con una varianza (V) de 0,00046 y un coeficiente de variación (CV) de 0,180402. Es decir que en el período de muestreo de 28 días una hembra promedio desovó 3,3 veces, o cada 8 días. Se calculó los valores de F por grado latitudinal y se discutió su relación con la temperatura superficial del mar.

La comunidad fitoplanctónica en el área de Tambo de Mora a Paita, agosto - setiembre 1995

El estudio se hizo durante el Crucero de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta y Sardina BIC Humboldt 9508-09. Los volúmenes de plancton superficial para agosto-setiembre de 1995 fluctuaron entre 0,1 y 4,6 mL/m3. Las mayores concentraciones en biomasa, fueron localizadas dentro de las 30 mn, con un predominio del fitoplancton en el 50% de las estaciones. Las especies que tipificaron este ambiente, dentro de las 30 mn, correspondieron a diatomeas de alta tasa de reproducción, que constituyen la dieta de los peces fitoplanctófagos, composición que se vio alterada por la presencia de especies oceánicas, hasta muy cerca de la costa, principalmente entre Huarmey y Pucusana. A 10 m de profundidad se identificó un total de 70 especies de fitoplancton: 47 diatomeas, 15 dinoflagelados, 3 cocolitofóridos , 3 fitoflagelados y 2 silicoflagelados. Las diatomeas y el nanoplancton fueron los grupos taxonómicos más importantes, hasta con el 90% de dominancia. Los dinoflagelados y silicoflagelados fueron poco numerosos. Las mayores concentraciones celulares promedio (20.000 cel/50 mL) se encontraron cerca de la costa, con máximos de hasta 60.000 cel/50 mL en la región norte. El dinoflagelado Protoperidinium obtusun indicador de aguas costeras frías (ACF), estuvo restringido a la franja costera, ampliando su distribución hasta por fuera de las 30 mn entre Salaverry y Punta Falsa.

Condiciones físicas del mar peruano de Tambo de Mora a Paita, durante agosto y setiembre de 1995

Dan a conocer las condiciones oceanográficas registradas durante el Crucero de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta y Sardina BIC Humboldt 9508-09; se describen las condiciones del ambiente físico durante los meses de agosto y setiembre de 1995 y se comparan con observaciones durante el mismo período en los años 1990 y 1994. Las características térmicas superficiales se presentaron dentro de su rango de normalidad para la época, con una tendencia a condiciones ligeramente frías para los próximos meses. La temperatura superficial del mar osciló de 15,0 a 20,5 °C (a 60 mn frente a Paita). La distribución de las anomalías térmicas, se presentó con valores que fluctuaron de +1,0 °C (100 mn frente a Callao) a -2,3° C (a 60 mn frente a Paita). En general, la zona costera tuvo predominio de anomalías negativas. En toda la región prospectada, la salinidad superficial del mar mostró características de las aguas costeras frías dentro de las 20 mn de la costa, observándose una fuerte advección de aguas subtropicales superficiales (ASS) de Chancay y a Casma. La estructura vertical termohalina mostró característica normales en las áreas cercanas a la costa y casi normales fuera de las 30 millas por efecto de la influencia de las ASS con una columna de agua estable y una termoclina casi superficial.

Condiciones hidroquímicas del mar peruano de Tambo de Mora a Paita, durante agosto y setiembre 1995

Reportan los valores de las condiciones hidroquímicas del agua de mar observadas durante el Crucero de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta y Sardina, BIC Humboldt y BIC SNP-1 9508-09. Se trata de la evaluación y cuantificación de los valores de las principales sales nutritivas y (fosfatos, nitratos, nitritos y silicatos) del oxígeno disuelto y la clorofila "A", En su distribución superficial y vertical. Frente a Salaverry, entre las 20 y 50 millas náuticas se halló concentraciones altas de clorofila "a" (30-50 ug/L) como producto de una intensa actividad fitoplanctónica, asociada con valores de 7,0 mL/L de oxígeno disuelto.

Condiciones oceanográficas frente a la costa norte-centro del Perú durante el invierno 1996. Crucero BIC Humboldt 9608-09

Los registros se efectuaron del 12 agosto al 22 setiembre de 1996, durante el Crucero BIC Humboldt 9608-09 de Evaluación de la Biomasa Desovante de Anchoveta desde Tambo de Mora hasta Paita y desde la costa hasta las 120 mn en promedio. Las características térmicas superficiales se presentaron frías para la época (14,5° C a 18,1 °C). Las anomalías térmicas tuvieron una variación de -2,0 °C en la zona costera entre Chimbote y Salaverry a +0,1 °C en la zona costera frente a Pucusana. Toda el área prospectada presentó anomalías térmicas negativas. La salinidad superficial del mar tuvo valores que oscilaron de 35,2 % (propio de las aguas oceánicas) a 34,95% (propio de las aguas costeras frías). La estructura vertical de salinidad mostró un mayor predominio de las aguas costeras frías desde la costa hasta las 60 mn y hasta una profundidad de 50 m. En la superficie del mar el oxígeno fluctuó entre 1,611 a 6,02 mL/L; los valores de 5,5 mL/L indicaron la presencia de las ASS y se ubicaron a 120 mn.

Condiciones hidroquímicas del mar peruano durante el verano 1996

Describe las condiciones hidroquímicas del agua de mar, observados desde el Crucero de evaluación de los recursos pelágicos, referentes a la evaluación y cuantificación de la distribución superficial y vertical hasta los 200 m. de las principales sales nutritivas (fosfatos, silicatos, nitritos y nitratos), oxígeno disuelto y clorofila “a”.