Citotossicità e genotossicità delle nanoparticelle d’argento nelle cellule umane

“… Concludiamo che anche una piccola dose di Ag-np ha il potenziale di causare tossicità come analizzato da una serie di parametri di citotossicità e genotossicità. Il danno al DNA, le aberrazioni cromosomiche e l’arresto del ciclo cellulare sollevano la preoccupazione per la sicurezza associata alle applicazioni di Ag-np. Il presente studio conclude che Ag-np è citotossico, genotossico e antiproliferativo. Come regola generale, gli agenti che danneggiano il DNA hanno il potenziale di causare l’instabilità del genoma, che è un fattore predisponente nella carcinogenesi. …”

Le nanoparticelle d’argento (Ag-np) vengono utilizzate sempre più nelle medicazioni per ferite, cateteri e vari prodotti per la casa a causa della loro attività antimicrobica. La tossicità delle nanoparticelle di argento rivestite di amido è stata studiata utilizzando cellule di fibroblasti umani polmonari umani (IMR-90) e cellule di glioblastoma umano (U251). La tossicità è stata valutata utilizzando cambiamenti nella morfologia cellulare, vitalità cellulare, attività metabolica e stress ossidativo. Ag-np ha ridotto il contenuto di ATP della cellula causando danni ai mitocondri e aumentata produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS) in modo dose-dipendente. Il danno al DNA, misurato mediante elettroforesi su gel a cella singola (SCGE) e citochinesi bloccata dal dosaggio del micronucleo (CBMN), era anche dose-dipendente e più prominente nelle cellule tumorali. Il trattamento con nanoparticelle ha causato l’arresto del ciclo cellulare nella fase G2 / M probabilmente a causa della riparazione del DNA danneggiato. La colorazione con ioduro di propidio di annessina-V (PI) non ha mostrato alcuna apoptosi o necrosi massiva. L’analisi al microscopio elettronico a trasmissione (TEM) ha indicato la presenza di Ag-np all’interno dei mitocondri e del nucleo, implicando il loro coinvolgimento diretto nella tossicità mitocondriale e nel danno al DNA. Viene proposto un possibile meccanismo di tossicità che comporta l’interruzione della catena respiratoria mitocondriale da parte di Ag-np che porta alla produzione di ROS e all’interruzione della sintesi di ATP, che a sua volta causa danni al DNA. Si prevede che il danno al DNA sia aumentato dalla deposizione, seguita dalle interazioni di Ag-np nel DNA che porta all’arresto del ciclo cellulare nella fase G2 / M. La maggiore sensibilità delle cellule U251 e il loro arresto nella fase G2 / M potrebbero essere ulteriormente esplorate per valutare il potenziale uso di Ag-np nella terapia del cancro.

Conclusioni:

Qui è stato utilizzato un approccio genotossico e citotossico per chiarire l’attività di Ag-np. I risultati della nostra ricerca hanno indicato la disfunzione mitocondriale, l’induzione di ROS da parte di Ag-np che a sua volta ha provocato danni al DNA e aberrazioni cromosomiche … Si ritiene che i danni al DNA e le aberrazioni cromosomiche siano i fattori primi che determinano l’arresto del ciclo cellulare. Il destino delle cellule arrestate all’interfaccia G2 / M è stato analizzato mediante saggio PI di annessina-V che non ha mostrato una morte cellulare massiccia, suggerendo il coinvolgimento di una via di riparazione del DNA attiva. Le cellule che riparano con successo il danno rientreranno nel ciclo cellulare e quelle con danni massicci non saranno in grado di riparare efficacemente il DNA e subiranno l’apoptosi in una fase successiva. Concludiamo che anche una piccola dose di Ag-np ha il potenziale di causare tossicità come analizzato da una serie di parametri di citotossicità e genotossicità. Il danno al DNA, le aberrazioni cromosomiche e l’arresto del ciclo cellulare sollevano la preoccupazione per la sicurezza associata alle applicazioni di Ag-np. Il presente studio conclude che Ag-np è citotossico, genotossico e antiproliferativo. Come regola generale, gli agenti che danneggiano il DNA hanno il potenziale di causare l’instabilità del genoma, che è un fattore predisponente nella carcinogenesi. L’esito della deposizione nucleare di Ag-np è sconosciuto a questo punto, tuttavia è probabile che abbia effetti avversi. L’applicazione futura di Ag-np come agente antiproliferativo potrebbe essere limitata dal fatto che è ugualmente tossico per le cellule normali. Quindi è imperativo che le applicazioni biologiche che impiegano Ag-np dovrebbero ricevere un’attenzione speciale oltre ad abbracciare il potenziale antimicrobico. Ulteriori studi devono essere condotti in questo campo per ottenere una comprensione più approfondita della tossicità Ag-np.

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Ruolo della supplementazione di magnesio nel trattamento della depressione: uno studio clinico randomizzato

Le attuali opzioni di trattamento per la depressione sono limitate dall’efficacia, dal costo, dalla disponibilità, dagli effetti collaterali e dall’accettabilità per i pazienti. Diversi studi hanno esaminato l’associazione tra magnesio e depressione, ma il suo ruolo nella gestione dei sintomi non è chiaro. L’obiettivo di questo studio era verificare se l’integrazione con il cloruro di magnesio da banco migliora i sintomi della depressione. Uno studio open-label, bloccato, randomizzato, cross-over è stato condotto in ambulatori di cure primarie su 126 adulti (età media 52, 38% maschi) con diagnosi e sintomi da lieve a moderati, con il questionario sulla salute del paziente-9 (PHQ-9) punteggi di 5-19. L’intervento è stato di 6 settimane di trattamento attivo (248 mg di magnesio elementare al giorno) rispetto a 6 settimane di controllo (nessun trattamento). Le valutazioni dei sintomi della depressione sono state completate con chiamate telefoniche bisettimanali. L’outcome primario era la differenza netta nel cambiamento dei sintomi della depressione dal basale alla fine di ciascun periodo di trattamento. Gli esiti secondari comprendevano cambiamenti nei sintomi dell’ansia, nonché l’aderenza al regime di integratori, la comparsa di effetti avversi e l’intenzione di utilizzare integratori di magnesio in futuro. Tra giugno 2015 e maggio 2016, 112 partecipanti hanno fornito dati analizzabili. Il consumo di cloruro di magnesio per 6 settimane ha comportato un miglioramento netto clinicamente significativo nei punteggi PHQ-9 di -6,0 punti (CI -7,9, -4,2; P <0,001) e miglioramento netto nei Disturbi d’ansia generalizzati-7 punteggi di -4,5 punti ( CI -6,6, -2,4; P <0,001). L’aderenza media è stata dell’83% in base al numero di pillole. I supplementi sono stati ben tollerati e il 61% dei partecipanti ha riferito che avrebbe usato il magnesio in futuro. Effetti simili sono stati osservati indipendentemente dall’età, dal sesso, dalla gravità della depressione di base, dal livello di magnesio al basale o dall’uso di trattamenti antidepressivi. Gli effetti sono stati osservati entro due settimane. Il magnesio è efficace per la depressione da lieve a moderata negli adulti. Funziona rapidamente ed è ben tollerato senza la necessità di monitorare attentamente la tossicità.

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http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0180067

Uno studio del NHI (National Institutes of Health) sui denti da latte, suggerisce un collegamento fra metalli pesanti e autismo.

I denti da latte dei bambini con autismo contengono più piombo tossico e meno nutrienti essenziali come zinco e manganese, rispetto ai denti dei bambini senza autismo, secondo uno studio innovativo finanziato dall’Istituto nazionale di scienze della salute ambientale (NIEHS), parte del NHI. I ricercatori hanno studiato i gemelli per controllare le influenze genetiche e concentrarsi su possibili fattori ambientali che contribuiscono alla malattia. I risultati, pubblicati il ​​1 ° giugno sulla rivista Nature Communications, suggeriscono che le differenze nell’esposizione ai metalli nei primi periodi di vita o, ancora più importante, il modo in cui l’organismo di un bambino li elabora, possono influenzare il rischio di autismo.

Le differenze nell’assorbimento di metalli tra bambini con e senza autismo erano particolarmente marcate durante i mesi appena prima e dopo la nascita dei bambini. Gli scienziati hanno determinato questo utilizzando il laser per mappare gli anelli di crescita dei denti da latte generati durante diversi periodi di sviluppo.

I ricercatori hanno osservato livelli più elevati di piombo nei bambini con autismo durante lo sviluppo, con la maggiore disparità osservata nel periodo successivo alla nascita. Hanno anche osservato una minore assunzione di manganese nei bambini con autismo, sia prima che dopo la nascita. Il modello era più complesso per lo zinco. I bambini con autismo avevano livelli di zinco più bassi prima nel grembo materno, ma questi livelli sono poi aumentati dopo la nascita, rispetto ai bambini senza autismo.

I ricercatori osservano che è necessaria la replicazione in studi più ampi per confermare la connessione tra l’assorbimento del metallo e l’autismo.

“Pensiamo che l’autismo inizi molto presto, molto probabilmente nel grembo materno, e la ricerca suggerisce che il nostro ambiente può aumentare il rischio di un bambino. Ma quando i bambini vengono diagnosticati all’età di 3 o 4 anni, è difficile tornare indietro e sapere a cosa sono state esposte le mamme “, ha detto Cindy Lawler, Ph.D., responsabile del ramo NIEHS Genes, Environment and Health. “Con i denti da latte, possiamo davvero farlo.”

I modelli di assorbimento del metallo sono stati confrontati utilizzando i denti di 32 coppie di gemelli e 12 singoli gemelli. I ricercatori hanno confrontato modelli in gemelli in cui solo uno aveva autismo, così come in gemelli in cui entrambi o nessuno dei due aveva autismo. Piccole differenze nei modelli di assorbimento del metallo si sono verificati quando entrambi i gemelli hanno avuto autismo. Differenze maggiori si sono verificate nei gemelli in cui solo un fratello aveva l’autismo.

I risultati si basano su ricerche precedenti che dimostrano che l’esposizione a metalli tossici, come il piombo, e le carenze di sostanze nutritive essenziali, come il manganese, possono danneggiare lo sviluppo del cervello durante lo sviluppo nell’utero o durante la prima infanzia. Sebbene il manganese sia un nutriente essenziale, può anche essere tossico a dosi elevate. L’esposizione a piombo ed alti livelli di manganese è stata associata a tratti autistici e gravità.

Lo studio è stato condotto da Manish Arora, Ph.D., scienziato ambientale e dentista presso la Icahn School of Medicine del Monte Sinai a New York. Con il supporto di NIEHS, Arora e colleghi avevano precedentemente sviluppato un metodo che utilizzava i denti da latte naturali per misurare l’esposizione dei bambini al piombo e ad altri metalli mentre si trovavano nell’utero e durante la prima infanzia. I ricercatori usano i laser per estrarre strati precisi di dentina, la sostanza dura sotto lo smalto dei denti, per l’analisi dei metalli. Il team ha precedentemente dimostrato che la quantità di piombo in diversi strati di dentina corrisponde all’esposizione al piombo durante periodi di sviluppo diversi.

Arora ha detto che l’autismo è una condizione in cui i geni e l’ambiente giocano entrambi un ruolo, ma capire quali esposizioni ambientali possono aumentare il rischio è stato difficile.

“Ciò di cui c’è bisogno è una finestra sulla nostra vita fetale”, ha detto. “A differenza dei geni, il nostro ambiente è in continua evoluzione e la risposta del nostro organismo agli stress ambientali non dipende solo da quanto siamo stati esposti, ma dall’età in cui abbiamo vissuto quell’esposizione”.

Studi precedenti relativi ai metalli tossici e ai nutrienti essenziali per l’autismo hanno affrontato limitazioni chiave, come la stima dell’esposizione basata sui livelli ematici dopo la diagnosi di autismo piuttosto che prima, o non essere in grado di controllare le differenze che potrebbero essere dovute a fattori genetici.

“Molti studi hanno confrontato gli attuali livelli di piombo nei bambini che sono già stati diagnosticati”, ha detto Lawler. “Essere in grado di misurare qualcosa a cui i bambini sono stati esposti molto prima della diagnosi è un grande vantaggio.”

Il metodo di utilizzare i denti da latte per misurare l’esposizione passata ai metalli è promettente anche per altri disturbi, come il disturbo da deficit di attenzione e iperattività. “C’è una crescente eccitazione riguardo al potenziale dei denti da latte come una ricca registrazione dell’esposizione alla vita precoce di un bambino a fattori sia utili che dannosi nell’ambiente”, ha detto David Balshaw, Ph.D., responsabile del NIEHS.

Link all’articolo originale:

https://www.nih.gov/news-events/news-releases/baby-teeth-link-autism-heavy-metals-nih-study-suggests?utm_sq=fh43tv0mjf&utm_source=Facebook&utm_medium=social&utm_campaign=The+Curious+Coconut&utm_content=News%2FScience+articles

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28569757