Toxicidad de nanonanopartículas de ZnO, CuO y TiO2 en levadura de Saccharomyces cerevisiae

Introducción a la nano biotecnología: “Toxicidad de nanopartículas de ZnO, CuO y TiO2 en levadura de Saccharomyces cerevisiae”


Introducción.
La nanotecnología se ha vuelto una prioridad en varios países debido a que puede ser usada para modificar materiales a escala nano para crear nuevas propiedades, pero estos cambios en sus propiedades estructurales y fisicoquímicas causados por eldecremento en el tamaño de la partícula pueden tener nuevos efectos biológicos.
Las nanopartículas de óxidos metálicos son muy usados en varios productos como cosméticos y cremas solares, empastes dentales, revestimientos auto limpiantes y textiles, por esto, es importante conocer la toxicidad de estas partículas, aunque sus análogas no nanométricas no sean toxicas.
Hay tres elementos clave en lasestrategias de detección de toxicidad de nanopartículas: Caracterización fisicoquímica, ensayos in Vitro, ensayos in Vivo.
Debido a que los ensayos in vivo son caros, lentos y cuestionables éticamente, hay una fuerte demanda por ensayos in vitro de bajo costo y alto rendimiento sin reducir la eficiencia y la credibilidad de la evaluación del riesgo.
Levadura Saccharomyces Cerevisiae.
Es unode los modelos de organismos unicelulares eucariotas mas intensamente estudiadas en biología celular y molecular, así como su estructura celular y organización funcional tiene mucha similitud con células de organismos de alto nivel, también es fácil de cultivar y usada en varios estudios de estrés y envejecimiento por oxidación y en evaluación toxicológica de químicos tales como metales pesados,medicamentos anti cáncer y conservadores de alimentos.
Toxicidad.
En el caso de nanopartículas que contienen metal, la liberación de iones metálicos puede ser un factor clave en su ecotixicidad. De hecho se ha estudiado que la toxicidad de nanopartículas de ZnO a ciertas bacterias y crustáceos con causados por iones de Zn disueltos, así como también las de CuO y Ti2O son toxicas para algunasalgas.
Cultivación de levadura y pruebas de toxicidad.
Para el crecimiento de la levadura inocua y la de prueba toxica, la S. Cerevisiae era cultivada por lotes en un medio controlado, Para la prueba de toxicidad, el medio de extracto de malta se complementó con una serie de diluciones de compuestos bajo estudio, que van desde:
625 hasta 20,000 mg/l en el caso de TiO2 nano y abultado.
31,25 a1000 mg/l en el caso de ZnO nano y abultado.
10 - 160 mg / l en el caso de CuO nano.
250-4000 mg / l en el caso de CuO abultado.
Se eligió medio de extracto de malta para las pruebas de toxicidad con el fin de minimizar la formación de metales pesados complejos​​, los cuales podría reducir su biodisponibilidad.
Las soluciones de prueba fueron preparadas inmediatamente antes de usarsediluyendo soluciones de óxidos metálicos en el medio de extracto de malta, las células de levadura no expuestas fueron usadas como control, las colonias de hongos fueron contadas después de tres días de incubación a 30° C en la oscuridad.
El número de células de levadura en las muestras de prueba se tomó como una media ponderada de dos diluciones sucesivas (la número de colonias en la placa de agar fueentre 10 y 200) se calculó de acuerdo con la ecuación: N= Σ C/V x 2.2x d
Donde Σ C es la sumatoria de las colonias de dos disoluciones sucesivas , V es el volumen del cultivo diluido en mililitros y d es la dilución más baja del cultivo utilizado para el cálculo.
Puntos finales de toxicidad y análisis estadístico.
El efecto tóxico de productos químicos probados se evaluó utilizando trescriterios de valoración :
La inhibición de la tasa de crecimiento ( L )
La reducción del recuento de células viables ( UFC / ml )
valores de toxicidad ( CE50 , mg/l )
La cuantificación de las fracciones biodisponibles de Zn y Cu con
sensores microbianos.
La solubilidad de ZnO y CuO en el medio de extracto de malta era determinado usando la bacteria sensor de Zn escherichia coli y la levadura...