Avaliação da biodistribuição elementar em larvas de peixe-zebra expostas a nanopartículas de óxido de ferro

Abstract

Neste trabalho, foi realizada a avaliação de concentração e biodistribuição de ferro em larvas de peixes-zebra (Danio rerio) expostas a nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro revestidas com dextrana (SPION-DX) através da técnica de micro-PIXE. Foram comparados resultados de mapas elementares bidimensionais e quantificação de ferro de amostras obtidas por dois procedimentos diferentes de preparação de amostras: cortes sagitais realizados por criomicrotomia; e amostras inteiras de larvas desidratadas, sem seccionamento. Independentemente do método de preparação de amostras utilizado, a concentração de ferro nos tecidos das larvas expostas a SPION-DX é significativamente superior (até 140 ppm de ferro) do que larvas controle (inferior a 10 ppm), isto é, que não sofreram exposição às NPs. Contudo, o aumento da dose de SPION-DX não provocou aumento proporcional na quantidade de ferro medida nas larvas: as larvas expostas a 2 mM e 8 mM possuíam concentração semelhante.Além disso, os mapas bidimensionais demonstraram que a distribuição de ferro em larvas tratadas é homogênea, e somente algumas amostras apresentam sutil incremento do elemento na região abdominal. Através dos espectros de contagens elementares obtidos por micro-PIXE foi possível estabelecer uma curva de correlação entre dose de exposição (concentração de SPION-DX na água dos peixes) e concentração de ferro efetivamente incorporada nos animais, o que sugere saturação de ferro para doses altas. Essa informação foi sustentada por medidas complementares por ICP-MS, nas quais a tendência de pico para doses intermediárias e saturação para doses altas foi observada.

We report on the evaluation of iron content and biodistribution in zebrafish larvae (Danio rerio) exposed to dextran-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION-DX) using the micro-PIXE technique. We compare results of elemental 2D maps and Fe quantification obtained from two different sample preparation procedures: one using sagittal slices prepared by cryo-sectioning and another using entire dehydrated larvae. Independently of the preparation method used, the Fe content in the tissues of exposed animals is significantly higher (up to 140 ppm of iron) than in the controls (less than 10 ppm), but the increase is not proportional to the exposure level. In addition, 2D elemental maps show a somewhat homogeneous Fe distribution in the larvae, with some samples showing a slight enhancement in Fe content near the gut. From the PIXE data a curve correlating the exposure (nanoparticle concentration in the fish water) to the iron content in the body was obtained, which suggests a trend of saturation at high exposure doses. Such data was supported by complementary measurements using ICP-MS technique, in which the peak concentration in the intermediate dose and saturation tendency for the maximum dose was also observed.