Avaliar da toxicidade e capacidade imunomoduladora in vitro de nanopartículas de óxido de zinco dopadas com cobre

Introdução

As nanopartículas de ZnO apresentam alto potencial biomédico, mas sua citotoxicidade, especialmente em macrófagos, limita aplicações seguras. A dopagem com cobre surge como estratégia para modular propriedades físico-químicas e reduzir efeitos adversos, porém seus impactos na viabilidade celular e na resposta imune ainda não estão bem definidos. Assim, este estudo investiga como nanopartículas de ZnO dopadas com cobre influenciam a viabilidade, a produção de citocinas e a resposta inflamatória em macrófagos RAW 264.7. Parte-se da hipótese de que a dopagem altera a citotoxicidade e o perfil imunomodulador dessas nanopartículas.

Objetivo

Avaliar, in vitro, os efeitos de nanopartículas de óxido de zinco dopadas com cobre quanto à sua toxicidade e ao potencial de modulação da resposta imunológica em células VERO CCL-81 e macrófagos RAW 264.7 por meio da análise de citocinas e marcadores de superfície.

Método

Células VERO CCL-81 e macrófagos RAW 264.7 foram cultivados, plaqueadas em placas de 96 poços e incubados por 12 horas. Posteriormente, foram tratados em triplicata com diferentes concentrações de nanopartículas, por 24 horas, incluindo controles. A viabilidade celular foi avaliada por resazurina e determinação da concentração citotóxica de 50% (CC50). Citocinas IL-1β, TNF-α e IL-10 foram quantificadas por ELISA sanduíche em sobrenadantes de RAW 264.7. Para citometria de fluxo, células RAW 264.7 foram tratadas com diferentes nanopartículas e marcadas com anticorpos para CD86, CD40, CD80, TLR2, TLR4, CD197 e TLR6, sendo analisadas em citômetro de fluxo FACSCanto II.

Resultados e discussão

Nas células VERO CCL-81, a dopagem do ZnO com cobre aumentou a IC50 em concentrações intermediárias (0,1–4Cu), indicando menor citotoxicidade, enquanto maiores teores de cobre (8Cu e 12Cu) reduziram esses valores. Embora não existam estudos específicos nesse modelo celular, a literatura sugere que a biocompatibilidade depende da concentração, do tempo de exposição e do método de síntese. Nas células RAW 264.7, a viabilidade também variou conforme a concentração das nanopartículas e o teor de cobre, com maior citotoxicidade em concentrações elevadas, corroborando o efeito dose-dependente. Quanto à resposta inflamatória, o ZnO puro não alterou significativamente a produção de TNF-α, enquanto as nanopartículas dopadas promoveram reduções significativas dessa citocina em concentrações intermediárias. Para IL-1β, apenas o ZnO puro reduziu significativamente sua produção. Em contrapartida, a IL-10 aumentou significativamente após tratamentos com ZnO puro e dopagens 0,1Cu, 1Cu e 8Cu, atingindo aproximadamente 8.000 pg/mL na concentração de 500 µg/mL. Adicionalmente, o ZnO aumentou a expressão de CD40, CD80, CD86 e CD197, além de TLR2 em determinados tratamentos e TLR6, sem alterações em TLR4.

Conclusão

Os resultados mostram que as nanopartículas de ZnO dopadas com cobre apresentam efeitos dependentes da dose e do teor de cobre. Concentrações intermediárias reduziram a citotoxicidade, enquanto maiores teores aumentaram esse efeito. Em RAW 264.7, houve redução da viabilidade e modulação da resposta inflamatória, além de aumento de marcadores de ativação e internalização das nanopartículas. Esses achados indicam que a dopagem com cobre influencia diretamente a biocompatibilidade e a resposta celular.

Palavras-chave

• Nanopartículas
• ZnO
• Imunomodulação