Dialdehida malonică – un potențial marcher al toxicității nanoparticulelor în mediul acvatic Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

OPEN/; ACCESS

8

DIALDEHIDA MALONICÁ - UN POTENTIAL MARCHER AL TOXICITÁTII NANOPARTICULELOR ÎN MEDIUL ACVATIC

Liliana CEPOI, Ludmila RUDI, Tatiana CHIRIAC, Vera MISCU, Valeriu RUDIC

Institutul de Microbiologie si Biotehnologie, Chisinâu, República Moldova

Author corespondent: Liliana Cepoi, e-mail: lilianacepoi@yahoo.com

DOI: 10.5281/zenodo.3701197

CZU: 547.441:615.9:582.273

Key words: nanoparticles, toxicity tests, malondial-dehyde, Porphyridium cru-entum.

Cuvinte cheie: nanopart-icule, teste de toxicitate, dialdehidâ malonicâ, Porphyridium cruentum.

MALONDIALDEHYDE - A POTENTIAL MARKER OF NANOPARTICLE TOXICITY IN AN AQUATIC ENVIRONMENT

Introduction. As a result of increased production and spread in the environment, nanoparticles can pose a significant risk to public health. To date, the toxicity data of nanoparticles collected, using traditional models and methods, are contradictory and inconsistent. Highlighting the significant methods and markers of nanoparticle toxicity is a current research direction.

Material and methods. The strain of red microalgae Porphyridium cruentum CNM-AR-01, known as a lipid manufacturer, was used as object of study. The toxic effect of CdSe (3-7 nm), ZnSe (40 nm) andZnS (30-35 nm) nanoparticles was tested. The amount of malondialdehyde was determined based on thiobarbituric acid reactive substances. Results. A close correlation between the amount of biomass and malondialdehyde in the cells of red microalgae Porphyridium cruentum has been established for nanoparticle concentration ranges which have a toxic effect on Porphyridium cruentum. Conclusions. Malondialdehyde can be considered as a marker of nanoparticle toxicity.

Introducere. Nanoparticulele pot prezenta un real pericol pentru sanatatea publica, ca urmare a cresterii productiei si a raspandirii lor in mediu. Pana in prezent, datele de toxicitate a nanoparticulelor, colectate cu ajutorul modelelor si al metodelor traditionale, sunt contradictorii si inconsistente. Relevarea metodelor si a marcherilor semni-ficativi ai toxicitatii nanoparticulelor constituie o directie de actualitate in domeniul cercetarilor.

Material si metode. Ca obiect de studiu a servit tulpina microalgei rosii Porphyridium cruentum CNM-AR-01, cunoscuta in calitate de producator de lipide. A fost testat efectul toxic al nanoparticulelor de CdSe (3-7 nm), ZnSe (40 nm) si ZnS (30-35 nm). Cantitatea de dialdehida malonica a fost determinata in baza substantelor reactive ale acidului tiobarbituric.

Rezultate. A fost stabilita relatia stransa intre cantitatea de biomasa si cantitatea de dialdehida malonica in celulele microalgei rosii Porphyridium cruentum pentru acele domenii de concentratii de nanoparticule, care au efect toxic asupra obiectuluistudiat. Concluzii. Dialdehida malonica poate fi considerata marcher al toxicitatii nanoparticulelor.

4 OHRM

INTRODUCERE

Ultímele doua decenii se remarca printr-o dezvoltare vertiginoasa a nanotehnologiei - domeniu de cercetare eminamente inedit, atát din punctul de vedere al cunoasterii fundamentale, cat si din cel al aplicarilor practice, avand inregistrate la activ succese spectaculoase. De exemplu, s-au obti-nut unele nanometriale cu proprietati deosebite: nanotuburi de carbon, fulerene, puncte cuantice, dendrimere, nanoparticule ale diferitilor oxizi metalici, nanoparticule ceramice, nanoparticule polimerice etc. (1). Pe langa domeniile traditionale de utilizare, cum ar fi: electronica, optoelectro-nica, nanotehnologia, nanoprodusele s-au afirmat in medicina practica si in produsele farmaceutice, contribuind semnificativ la ameliorarea sanatatii oamenilor, dar si la intelegerea proceselor biologice in celulele sanatoase si in cele afectate. Dezvol-tarea nanotehnologiei a influentat inclusiv asupra producerii de medicamente principial noi (mai eficiente si cu efecte secundare minime) si asupra elaborarii de noi metode de diagnostic precoce si de tratament al maladiilor grave, cum ar fi: cance-rul, diabetul zaharat, maladiile neurodegenerative etc. (2-4).

Cresterea productiei de nanoparticule si raspandi-rea lor in mediu pot prezenta un risc semnificativ pentru sanatatea publica. In urma activitatii fizio-logice inalte si a diversitatii cailor de patrundere in organism (prin inhalare, administrare orala, tran-sdermic, prin injectare), efectele nanoparticulelor se pot amplifica enorm. Afara de eficienta terapeutica, nanoparticulele pot prezenta un nivel sporit de toxicitate pentru sistemele biologice. In scopul anticiparii si al contracararii efectelor negative ale nanoparticulelor pentru om, este necesar un stu-diu prealabil, care ar demonstra efectele impuse de nanomaterialele straine in organism (5).

Studiile de acest tip cel mai des sunt efectuate pe culturi celulare si pe obiecte-model, printre care microorganismele se regasesc destul de rar. Inves-tigatiile ce tin de domeniul interactiunii nanoma-terialelor cu microorganismele au in vizor studiul formarii sistemelor hibride, in scopul obtinerii vectorilor pentru preparatele medicamentoase si a dispozitivelor microelectronice, precum si pentru efectuarea imobilizarii dirijate a nanomateri-lalelor pe celulele microbiene (6, 7, 8). In majo-ritatea lucrarilor de acest fel, celulele vii nu sunt apreciate ca sisteme vii functionale, motiv pentru care va aparea, in mod evident, problema influen-

tei nanoparticulelor asupra activitatii sistemelor vitale ale celulei, care pot reactiona diferit la prezenta xenoparticulelor.

Sistemele hibride nanomateriale - microorganisme ofera posibilitatea de a efectua un studiu perfect al toxicitätii nanoparticulelor asupra orga-nismului, dar si al posibilelor efecte benefice ale lor. Microorganismele acvatice, printre care ciano-bacteriile si microalgele, se prezinta ca obiecte de studiu foarte comode si reprezentative, oferind facilitati enorme în modelarea diferitelor efecte si în stabilirea mecanismelor de actiune a diferitilor compusi asupra proceselor vitale în celulele vii.

Afara de obiectele de studiu, o importanta majora pentru testele de toxicitate o au si metodele aplicate. Metodele de testare a efectelor toxice ale nanoparticulelor asupra diferitelor tipuri de celu-le sunt foarte diverse - de la determinarea lactat dehidrogenazei (LDH), care semnalizeaza apopto-za, pâna la detectarea stresului oxidativ. Ele fur-nizeaza informatii valoroase pentru identificarea biomarcherilor, care releva daunele induse de nanoparticule (9).

în studiile de toxicitate a nanomaterialelor sunt foarte raspândite testele bazate pe aplica-rea tetrazoliumului (testul MTT cu utilizarea 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium bromidului, testul MTS cu utilizarea 3-(4,5-dime-tiltiazol-2-il)-5-(3-carboximetoxifenil)-2-(4-sul-fofenil)-2H-tetrazoliumului si testul WST cu utilizarea uneia dintre sarurile solubile ale tetrazoliumului, de exemplu a 2-(2-metoxi-4-nitrofe-nil)-3-(4-nitrofenil)-5-(2,4-disulfofenil)-2H-tetra-zoliumului), precum si testele care evidentiazä raspunsul inflamator celular, indus de nanopar-ticule (cuantificarea biomarcherilor inflamatori, cum ar fi IL-8, IL-6 si factorul de necroza tumora-la). Diferite tipuri de culturi de celule, inclusiv linii de celule canceroase, au fost folosite ca modele de toxicitate in vitro.

Pâna în prezent, datele de toxicitate a nanoparticulelor, colectate cu ajutorul modelelor si al me-todelor mentionate mai sus, sunt contradictorii si inconsistente. Prin urmare, pe baza modelelor experimental disponibile, poate fi dificil de a trage concluzii despre potentialul toxic al nanoparticulelor (10).

Stresul oxidativ, indus de anumite substante, este considerat drept un indicator sigur al toxicitatii acestora. Pe lânga modificarea activitatii enzime-

O AH D1VI 0NE HEALTH & VOL. 1, ISSUE 1

" Lin&lvl"l RISK MANAGEMENT 2020

lor antioxidante, stresul oxidativ este caracteri-zat si prin degradarea macromoleculelor. Pentru multe nanoparticule a fost determinatâ cresterea dependentâ de dozâ a gradului de deteriorare a AND-ului, a peroxidârii lipidelor si a carbonilârii proteinelor (5). Lipidele, ca element component esential al membranelor biologice, care asigurâ nu numai functionalitatea, dar si integritatea acesto-ra, sunt grav afectate de factorii nocivi. Dialdehida malonicâ, care se formeazâ în calitate de produs final al peroxidârii lipidice, este unul dintre mar-cherii moleculari universali ai stârii de stres.

Generalizând cele expuse mai sus, relevâm scopul acestui studiu - evidentierea posibilitâtii de aplicare a testului dialdehidei malonice în calitate de marcher al toxicitâtii nanoparticulelor pentru or-ganismele acvatice.

MATERIAL §I METHODE

în cercetare au fost incluse nanoparticule de CdSe, ZnSe si ZnS, care au fost sintetizate la Institutul de înginerie Electronicâ si Nanotehnologii D. Ghitu. Naoparticulele luminiscente CdSe, cu dimensiu-nea de 3-7 nm, au fost obtinute prin metoda coloi-dalâ. Nanoparticulele de ZnSe, cu dimensiunea de 40 nm si nanoparticulele de ZnS, cu dimensiunea de 30-35 nm, au fost obtinute prin sinteza hidro-termalâ. Nanoparticulele au fost adâugate la me-diul de cultivare sub formâ de solutie hidricâ din prima zi. Domeniul de concentratii a constituit: pentru nanoparticulele CdSe - de la 0,01 la 12,0 mg/l; pentru nanoparticulele de ZnSe - de la 0,01 la 0,6 mg/l si pentru nanoparticulele de ZnS - de la 0,01 la 8,0 mg/l.

în calitate de obiect-model a fost utilizatâ tulpina microalgei rosii Porphyridium cruentum CNM-AR-01, cunoscutâ în calitate de producâtor de lipide si, în special, de acid eicosapentaenoic (11). Mi-croalga a fost cultivatâ pe mediul nutritiv mineral cu urmâtoarea componentâ: în g/l - NaCl-7,0; KCl-7,5; MgSO4-7H2O-1,8; Ca(N03)2-4H20-0,15; KBr-0,05; KI-0,05; K2HP04-0,2 si 1,0 ml/l solutie de microelements, ce contine în mg/l: FeCl3-6H20-2,7; NaV03-0,05; ZnS0^5H20-0,02; CuS04-5H20-0,05; MnS04-5H20-0,3; H3B03-0,6; Mo03-0,02, în baloa-ne Erlenmeyer, cu volumul de lucru de 100 ml, la temperatura de 28°C, cu iluminare constantâ cu fluxul de fotoni de 40,5 [j.M/m2s si agitare perio-dicâ. Durata cultivârii a fost de 14 zile. La sfârsitul ciclului de cultivare, biomasa se separâ de lichidul cultural prin centrifugare. Continutul de biomasâ

algalâ a fost determinat spectrofotometric conform curbei de calibrare, care reflectâ dependenta absorbantei la 465 nm de cantitatea de biomasâ.

Continutul produselor degradârii oxidative a lipi-delor a fost stabilit în baza substantelor reactive ale acidului tiobarbituric - testul dialdehidei ma-lonice (MDA - malondialdehyde assay) (12). Concentraba dialdehidei malonice a fost calculatâ cu utilizarea coeficientului extinctiei molare a com-plexului dialdehidei malonice sau în % inhibitie fatâ de proba martorului pozitiv.

REZULTATE

Unul dintre indicatorii esentiali ai adaptabilitâtii microalgei la componenta mediului de cultivare este productivitatea, prin urmare monitorizarea acestui parametru poate servi ca factor de bazâ în procesul de stabilire a influentei diferitilor xe-nobiotici, inclusiv a nanoparticulelor asupra orga-nismului. Pentru toate tipurile de nanoparticule studiate, a fost determinat continutul de biomasâ, obtinutâ la finele ciclului de cultivare a microalgei.

Concentrada particulelor CdSe a fost calculatâ în mg/l mediul de cultivare. Au fost efectuate 3 serii de experiente, în diferite intervale de concentratii (de la 0,01 la 0,1 mg/l; de la 0,1 la 1,0 mg/l si de la 1 la 12 mg/l). în figurile 1 si 2, rezultatele continu-tului de biomasâ sunt prezentate în %, prin comparare cu probele control.

Concentratiile de la 0,01 pânâ la 0,1 mg/l au produs abateri minime de la valorile martorului, iar în cazul concentratiei de 0,6 mg/l a fost observatâ o crestere statistic semnificativâ (p<0,01) cu 20% comparativ cu martorul (fig. 1).

Concentratia de 0,09 mg/l CdSe a avut efect de re-ducere a productivitâtii (cu pânâ la 16%, p<0,05) comparativ cu martorul.

O reactie similarâ a culturii de Porphyridium cruentum, la introducerea CdSe, a fost constatatâ si în va-riantele experimentale cu aplicarea concentratiilor de la 0,1 pânâ la 1,0 mg/l CdSe. Continutul de biomasâ a crescut cu 18-19% la concentratia CdSe de 0,6 si 0,7 mg/l. Concentratiile mai mici, precum si cele mai mari, s-au manifestat ca inerte, productivitatea mentinându-se la nivelul probelor martor.

Pentru experienta cu utilizarea concentrator mari de particule, rezultatele obtinute (fig. 2) au indicat un spor al productivitâtii cu 33,7-47,5% (p<0,001), în cazul concentrator de 4,0-6,0 mg/l CdSe si cu 18% (p<0,01) pentru concentratia de

4 OHRM

8,0 mg/l. Cresterea în continuare a concentratiei Concentratiile mai înalte de CdSe în mediul de

CdSe în mediul de cultivare a redus drastic pro- cultivare induc moartea celulelor în primele 5 zile

ductivitatea: cu 37%, în cazul concentratiei de 10 (faza exponentialâ de crestere), ceea ce indica asu-

mg/l si cu 77,3 %, în cazul concentratiei particule- pra implicarii toxicitatii nanoparticulelor la acest

lor de 12 mg/l. nivel de concentratie.

140

120

100

80

re

m «

S

s 60

40

20

119,76

99

105,55

î

100

96

100,57 100102,32

Í

t

ï

«

7^18,2

108 109

ï

100,97

0,01 0,02 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,10 0,20 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

CdSe, mg/l

Figura 1. Biomasa Porphyridium cruentum, % fata de proba martor (M) în prezenta nanoparticulelor CdSe

(0,01-0,1 mg/l; 0,1-1,0 mg/l).

Un alt compus studiat au fost particulele de ZnSe. cu agregarea si sedimentarea lor. Rezultatele ex-

în cadrul experientelor preliminare, a fost stabilit perientelor cu aplicarea concentratiilor de la 0,01

ca depasirea concentratiei de 0,8 mg/l provoaca mg/l la 0,6 mg/l ZnSe sunt prezentate în Figura 3. moartea celulelor în primele 5 zile de cultivare,

160

S 140 # 120

« 100

133,7

147,5

w S o

S

80 60 40 20

TÜÖ

101,16 -Í-

118,2

Í

"63"

22,7

CdSe, mg/l

8

10

12

Figura 2. Biomasa Porphyridium cruentum, % fata de proba martor (M) în prezenta nanoparticulelor CdSe

(2,0 - 12,0 mg/l).

S

nP

re

SA «

S

o

■FN

oa

120 100 80 60 40 20

94,6 92 91

72.6

57,97

■î

■î-

i

89

52.6

i

64

80

75

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

ZnSe, mg/l

Figura 3. Biomasa Porphyridium cruentum, % fata de proba martor (M) în prezenta nanoparticulelor ZnSe

(0,01-0,06 mg/l; 0,1 - 0,6 mg/l).

RM

ONE HEALTH & VOL. 1, ISSUE 1

RISK MANAGEMENT 2020

Rezultatele indica o reducere a productivitatii cu 42-28%, ín comparatie cu proba martor, ín cazul concentratiilor de 0,01-0,02 mg/l ZnSe si cu 4736%, ín cazul concentratiilor de 0,1-0,2 mg/l ZnSe. Pentru concentrable de 0,03-0,05mg/l ZnSe pro-ductivitatea este la nivelul probelor martor (9095%), urmata de o scadere cu 38% ín varianta aplicarii concentratiei de 0,06 mg/l ZnSe.

In seria experimentala cu utilizarea concentratiilor de 0,1-0,6 mg/l ZnSe, cea mai mare productivitate a fost determinata ín cazul concentratiei de 0,03 mg/l ZnSe, care este de 94,6% fata de proba martor.

Experientele cu adaugarea nanoparticulelor de ZnS la mediul de cultivare a microalgei Porphyri-dum cruentum au pornit de la determinarea concentratiilor maximale toxice pentru microalge. A fost stabilit ca ZnS reduce productivitatea, indife-rent de concentrada utilizata, 8,0 mg/l nanoparti-cule genereaza o scadere a productivitatii cu 46% fata de probele martor (fig. 4).

Concentrable mai mici au manifestat, de aseme-nea, un grad pronuntat de toxicitate, exceptie pre-zentánd concentratiile de 0,03 si 0,2 mg/l, unde productivitatea a fost la nivelul probelor control.

120 -, 1 98 94 LOf n ork Q1 93

1UU u nn 74 T 80 81 rh 75,4 81,7 86 m rh 82 m

sO OÜ « 60 a ¡ 40 ■pN M 20 62 fl rh ñ oe 63 m 54

rh -

0 0

U i" 0,010,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1 2 4 6 8 ZnS, mg/l

Figura 4. Biomasa Porphyridium cruentum, % fata de proba martor (M) ín prezenta nanoparticulelor ZnS

(0,01-0,06 mg/l; 0,1 - 0,6 mg/L; 1,0-8,0 mg/l).

Un efect de reducere a nivelului de acumulare a biomasei s-a manifestat ín probele cu concentratia nanoparticulelor de 0,01 (cu 35%), 0,02 (cu 25%), 0,1 (cu 25%) si 0,3 (cu 32%).

Unul dintre cele mai semnificative teste ale evo-lutiei stresului oxidativ ín celula este testul ne-

specific de determinare a produselor peroxidarii lipidelor, testul dialdehidei malonice (MDA). Tes-tul de acumulare a radicalilor acizilor grasi indica influenta negativa a conditiilor de cultivare asupra celulelor vii (fig. 5).

u 130

. 120 <

gllO ■S loo

<L>

3 80 o

u 70

0,01 0,03 0,05 0,07 0,09 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 4 8 12

CdSe, mg/L

Figura 5. Dialdehida malonica, % C ín biomasa de Porphyridium cruentum la cultivare ín prezenta nanoparticulelor CdSe.

£ OHRM

Rezultatele obtinute demonstreazâ câ pentru ma-joritatea concentratiilor de CdSe aplicate nu are loc afectarea structurilor membranare ale por-firidiumului. Prin urmare nu se produce deteri-orarea statutului oxido-reducâtor, cu formarea radicalilor lipidelor structurale. Concentratiile toxice ale CdSe de 10-12 mg/l au indus oxidarea lipidelor membranare. Astfel, mecanismul toxici-tâtii nanoparticulelor de CdSe se manifesta prin implicarea lor în deteriorarea structurilor membranare. Radicalii formati participa activ în pro-

cesul biosintetic al algelor, urmat de micsorarea

productivitatii.

Determinarea produselor de oxidare a lipidelor prin testul acumulárii dialdehidei malonice a scos ín evidenta impactul toxic al nanoparticulelor ZnSe asupra celulelor prin inducerea proceselor de oxidare a lipidelor si acumularea radicalilor acili. Rezultatele obtinute (fig. 6) indica o acumulare a dialdehidei malonice ín celulele de porfiri-dium. Valorile testului MDA releva o crestere cu 20-30%, comparativ cu proba de control.

160 "140

öS

120 100 80 60 40 20 0

134

J20

ï

132

-165-

108

_9Û_

136

ï

112

-407-

112

133 136

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06

ZnSe, mg/l

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Figura 6. Dialdehida malonica, % C în biomasa de Porphyridium cruentum la cultivare în prezenta ZnSeNP.

Prin urmare, toxicitatea nanoparticulelor ZnSe se manifesta prin implicarea lor în oxidarea lipide-lor structurale ale membranelor celulare, ceea ce duce la modificarea permeabilitâtii membranelor si la afectarea proceselor metabolice celulare.

A fost constatatâ, de asemenea, o majorare a con-tinutului dialdehidei malonice, produse în rezulta-tul aplicârii concentratiilor de 0,01-0,02 mg/l ZnS; 0,1 si 0,3 mg/l ZnS si 4-8 mg/l ZnS (fig. 7).

Valori mai mici ale testului MDA, comparativ cu proba de control, nu au fost determinate.

130 n

u

0s 120

< Q 110

S

« 100

«

¿3 90

s

o>

u S 80

O

u 70 -1

122

i

m

116

100

i

109 110

ï

125

ï

100

i

118

Í

125

ï

105

+1 100

^ i

99 9|5

115

123

Í

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 1 2 4 6 8

ZnS, mg/L

Figura 7. Dialdehida malonica, % C în biomasa de Porphyridium cruentum la cultivare în prezenta ZnSNP.

DISCUTII

Analizând influenta pe care o are concentratia nanoparticulelor de CdSe asupra productivitatii culturii de Porphyridium cruentum, putem afirma

ca dependenta data, în limítele studiate, poarta un caracter de unda, cu efecte de stimulare a produ-cerii de biomasa la unele concentratii, urmat de

£ OHRM

scaderi si de cresteri ulterioare, fenomen atestat destul de frecvent ín lumea vie.

Productivitatea microalgei obtinute, prin aplica-rea nanoparticulelor de ZnS, este redusa, valorile testului MDA sunt crescute, prin urmare mecanis-mul actiunii toxice este rezultatul implicarii lor ín activitatea biosintetica.

In scopul evaluarii impactului nanoparticulelor

asupra culturii de porfiridium, a fost calculat co-eficientul de corelare între productivitate si canti-tatea dialdehidei malonice.

Rezultatele prezentate în Figura 8 demonstreaza ca, în cazul manifestarii reactiilor toxice de catre Porphyridium cruentum, se înregistreaza o corelare inversa puternica dintre continutul de biomasa si valorile dialdehidei malonice, produsa în rezul-tatul peroxidarii lipidelor.

no

< a

S 100

90

R2 = 0,0336 r=0,183

80

90 100 Biomasa, %

110 120

110

R2 = 0,2725 r=0,522

100 110 Biomasa, %

120

R2 = 0,7837 r=0,885

* ♦

60 110 Biomasa, %

CdSe 0,01-0,1 mg/l

CdSe 0,1-1,0 mg/1

CdSe 1,0-12 mg/1

R2 = 0,6086 r=0,780

60 70 80 90 Biomasa, %

100

140 -

^130

o"-

<120 Q

S110 100 90

R2 = 0,5394 r=0,7344

50 60 70 80 90 100 Biomasa, %

ZnSe 0,01-0,06 mg/1

ZnSe 0,1-0,6 mg/1

130 120 110 100 90

R2 = 0,0748 r=0,273

50 60 70 80 90 100 110 Biomasa, %

130 -120 110 100

90

+ R2 = 0,0547 r=0,254 «

50 60 70 80 90 100 110 Biomasa, %

R2 = 0,8563 r=0,925

50 60 70 80 90 100 Biomasa, %

ZnS 0,01-0,06 mg/1

ZnS 0,1-0,6 mg/1

ZnS 1-8 mg/1

Figura 8. Corelarea între productivitatea culturii de porfiridium si procesul de peroxidare a lipidelor în biomasa la actíunea nanoparticulelor CdSe, ZnSe si ZnS.

Au fost stabilite manifestari toxice pentru concentrable 1,0-12 mg/l CdSeNP, cu un coeficient de corelare r=0,885. Dependenta corelationala este una inversa, pentru care reducerea continutului de biomasa este asociata cu valori crescute ale dialdehidei malonice, determinate pentru concentraba nanoparticulelor de peste 8,0 mg/l. Un raport corelational mare a fost stabilit si pentru

varianta experimentala, avánd concentrable CdSeNP íntre 0,1 si 1,0 mg/l. In cazul dat se observa o corelare directa, unde continutului sporit de biomasa algala íi corespund valori joase ale testului MDA. Valorile moderat majorate ale dialdehidei malonice pot fi rezultatul unei activitati biosin-tetice intensive, cu formare de specii reactive ale oxigenului, nefiind vorba despre manifestarea to-

r

70

С* ЛЦ О ИД ONE HEALTH & VOL. l, ISSUE l

RISK MANAGEMENT 2020

xicitätii nanoparticulelor în concentratiile determinate.

Coeficientul Pearson ridicat, cu valori de peste 0,7, a fost determinat în cazul aplicarii nanoparticulelor ZnSe. Raportul corelational este puternic si invers, reducerea continutului de biomasa fiind aso-ciata cu valori crescute ale dialdehidei malonice. Putem confirma existenta efectului toxic al nano-particulelor ZnSe, în limita concentratiilor aplicate asupra microalgei.

Manifestari toxice au fost determinate pentru concentratiile 1,0-8,0 mg/l ZnS NP, având coeficientul

de corelare r=0,925 foarte puternic. Dependenta corelationala este una inversa, pentru care bio-masa redusa este asociata cu valori ridicate ale dialdehidei malonice. Coeficientul de corelare mic r=0,273 a fost stabilit pentru concentratiile 0,010,06 mg/l si r=0,254, pentru concentratiile de 0,1-0,6 mg/l a nanoparticulelor de ZnS. în cazul concentratiilor 0,1-0,6 mg/l ZnS se stabileste co-relarea inversa, astfel ca putem releva manifesta-rea efetului toxic al nanoparticuleor în limita concentratiilor date, ceea ce nu a fost stabilit pentru seria experimentala având concentratiile de 0,010,06 mg/l ZnS NP.

CONCLUZII

1. Dialdehida malonicä poate fi consideratä drept marcher al toxicitätii nanoparticulelor. Metoda nespe-cificä de determinare a procesului de peroxidare a lipidelor structurale permite a stabili efectul toxic al nanoparticulelor studiate, în cazul existentei unei coreläri dintre cantitatea de dialdehidä malonicä si biomasa acumulatä.

2. Toxicitatea tipurilor de particule mentionate descreste în sirul ZnSe >ZnS>CdSe.

3. Nivelul înalt de corelare între cantitatea de biomasä si produsele degradärii oxidative a lipidelor evi-dentiazä mecanismul acestei influente, care constä în degradarea membranelor biologice, în modifica-rea permeabilitätii si în dereglarea proceselor vitale.

REFERINTE

1. Khan I, Saeed K, Khan I. Nanoparticles: Properties, applications and toxicities. Arab J Chem. 2019; 12(7):908-931.

2. Wang EC, Wang AZ. Nanoparticles and their applications in cell and molecular biology. Integr Biol (Camb). 2014; 6(1):9-26.

3. Blasiak B, van Veggel FCJM, Tomanek B. Applications of Nanoparticles for MRI Cancer Diagnosis and Therapy. J Nanomater 2013, Article ID 148578, doi: org/10.1155/2013/148578.

4. Prasad M, Lambe UP, Brar B, Shah IJM, Ranjan K, Prasad G. Nanotherapeutics: An insight into healthcare and multi-dimensional applications in medical sector of the modern world. Biomed Pharmacother. 2018; 97:1521-1537.

5. Dubey A, Goswami M, Yadav K, Chaudhary D. Oxidative Stress and Nano-Toxicity Induced by TiO2 and ZnO on WAG Cell Line. In Vitro Toxicity Evaluation of Metallic Nanoparticles. PLoS ONE. 2015; 10(5). doi.org/10.1371/journal.pone.-0127493.

6. Ma J, Wong H, Kong LB., Peng KW. Biomimetic processing of Nanocrystallite bioactive apatite coating on titanium. Nanotechnology. 2003; 14:619-623.

7. De la Isla A, Brostow W, Bujard B, Estevez M, Rodriguez JR, Vargas S, et al. Nanohybrid scratch resistant coating for teeth and bone viscoelasticity manifested in tribology. MatResr Innovat. 2003; 7:110-114.

8. Parak WJ, Boudreau R, Gros ML, Gerion D, Zanchet D, Micheel CM, et al. Cell motility and metastatic potential studies based on quantum dot imaging of phagokinetic tracks. Adv Mater. 2002; 14:882-885.

9. Savage DT, Hilt JZ, Dziubla TD. In vitro methods for assessing nanoparticle toxicity. Methods in Molecular Biology. 2019; 1894:1-29.

10. Bahadar H, Maqbool F, Niaz K, Abdollahi M. Toxicity of nanoparticles and an overview of current experimental models. Iran Biomed J. 2016; 20(1):1-11.

11. Rebolloso MM, Fuentes GG, Acién Fernández JA, Sánchez Pérez JL, Guil G. Biomass nutrient profiles of the microalga Porphyridium cruentum. Food Chemistry, 2000; 70(3): 345-353.

12. Hodges DM, DeLong JM, Forney F, Prange RK. Im-provind the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta. 1999; 207:604-611.

Data receptionarii manuscrisului: 31/01/2020 Data acceptarii spre publicare: 02/03/2020

Liliana CEPOI, ORCID 0000-0002-7516-948X, Web of Science Researcher ID 55246094000, SCOPUS Author ID J-9640-2019

Ludmila RUDI, ORCID 0000-0002-0752-8153, SCOPUS Author ID 55681134100 Tatiana CHIRIAC, ORCID 0000-0003-2933-0751, SCOPUS Author ID 38861074900 Vera MISCU, SCOPUS Author ID 55681768700

Valeriu RUDIC, ORCID 0000-0001-8090-3004, SCOPUS Author ID 6508235623