Avaliação dos efeitos de microplástico secundário no sistema respiratório de camundongos BALBc e em cultura de células de epitélio brônquico humano BEAS-2B

• Processo: 21/10724-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Farmacologia - Toxicologia
• Pesquisador responsável: Regiani Carvalho de Oliveira
• Beneficiário: Regiani Carvalho de Oliveira
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina (FM). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Daniela Perroni Frias ; Fernanda Degobbi Tenorio Quirino dos Santos Lopes ; Francine Maria de Almeida ; Luís Fernando Amato Lourenço ; Mariangela Macchione ; Paulo Sergio Cardoso da Silva ; Thais Mauad
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/20468-1 - Avaliação da viabilidade celular das células BEAS-2B quando expostas ao Particulado da Exaustão do Diesel (DEP) e aos microplásticos (Mps), BP.IC
• Assunto(s): Toxicologia ambiental Estresse oxidativo Marcadores inflamatórios Sistema respiratório Escarro Microplásticos Mucosa respiratória
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estresse oxidativo | marcadores ínflamatórios | Microplástico secundário | Muco Respiratório | Sistema Respiratório | Toxicologia ambiental

Resumo

O plástico é um polímero com característica que torna o seu uso altamente conveniente. Consequentemente, detritos de plástico são encontrados em todo o mundo e em todos os ecossistemas. Os plásticos são ambientalmente persistentes, entretanto, uma vez liberados no meio ambiente, são expostos a processos contínuos como intemperismo químico, foto-oxidação, decomposição biológica e a forças mecânicas, que afetam sua integridade estrutural e resultam em fragmentação a níveis de micrómetros em tamanho, os microplásticos (MPs) e são esses que consistem em maior preocupação em relação aos possíveis danos aos organismos expostos. MPs foram identificados em alimentos destinados ao consumo humano, em amostras de ar de ambientes indoor e outdoor e em amostras de tecido de pulmão humano. Estudos sobre o efeito dos microplásticos sobre o sistema respiratório são muito escassos. A maioria do conhecimento atual sobre os efeitos dos MPs ao sistema respiratório humano resulta de estudos feitos a partir da exposição ocupacional que relatam aumento do risco de agravamento de asma latente, do risco de exacerbação e do risco de desenvolver asma. Os estudos in vitro do sistema respiratório mostram alteração da produção de citocinas pró-inflamatórias, aumento do estresse oxidativo e mudança da expressão de proteínas associadas ao ciclo celular e à pró-apoptose. Ao que temos conhecimento, o único estudo in vivo publicado, demonstrou que a exposição de camundongos a partículas de MP, levou ao aumento de infiltrado de células inflamatórias, agregação de macrófagos broncoalveolares, aumento do nível de TNF-± no lavado broncoalveolar (LBA) e aumento da produção de IgG1 no plasma nos camundongos. Nesse estudo, como nos em in vitro, são estudados os MPs primários (MPp), aqueles que não foram expostos aos processos químicos e físicos e à diversas interações com outros poluentes no meio ambiente. No presente estudo avaliaremos os efeitos de partículas de MP secundário degradado naturalmente (MPd) e de MPp sobre o sistema respiratório de camundongos, machos e fêmeas, e em cultura de células epiteliais humanas. Metodologia: Cerca de 50 gramas do plástico foi retirado de ambiente aberto onde permaneceu por aproximadamente 84 meses, escovado para retirada de resíduos de solo, e triturado usando moinho planetário de bolas, obtendo-se partículas com tamanho na ordem de 1 µm. A espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier foi usada para identificar o polímero que compõe a amostra de MPds. A caracterização da composição elementar das amostras de MPs) será feita por ativação neutrônica instrumental (INAA). Camundongos BALB c, 30 fêmeas e 30 machos, divididos em 6 grupos, receberão diariamente por 28 dias, por instilação intranasal de 20 µL salina (controle) e, os grupos expostos, 20 µL de salina com 300 µg de MPd ou MPp. No 29º dia será feita a captura dos parâmetros da mecânica pulmonar e coleta de sangue para quantificação das imunoglobulinas IgG1 e IgE e, das interleucinas, IL-13, IL-33, TNF-± e IFN-³ no plasma por citometria de fluxo (CBA). Após eutanásia, será coletado o LBA para quantificação dos marcadores inflamatórios Th1, Th2 e Th17 no sobrenadante por CBA e para a citologia diferencial no precipitado. Os pulmões serão removidos e as porções distais e proximais serão preparadas para quantificação de células inflamatórias e, quantificação diferencial de muco (histologia), quantificação de marcadores de macrófagos e de estresse oxidativo (imunohistoquímica). A caracterização elementar do tecido dos pulmões será feita por INAA. Células do epitélio brônquico humano, BEAS-2B, serão cultivadas em meio de cultura contendo MPs em concentração determinada a partir do teste de viabilidade celular MTT. O ensaio de CBA será usado para quantificar as citocinas IL-1B, IL-6, IL-8, e o TNF-alfa e GM-CSF no sobrenadante das culturas. O PCR-Real Time será usado para identificar os genes CYP1A1, o gene AhR e B-actina. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

AMATO-LOURENCO, LUIS FERNANDO; DANTAS, KATIA CRISTINA; RIBEIRO JUNIOR, GABRIEL; PAES, VITOR RIBEIRO; ANDO, ROMULO AUGUSTO; FREITAS, RAUL DE OLIVEIRA; DA COSTA, OHANNA MARIA MENEZES M.; RABELO, RENATA S.; BISPO, KELLY CRISTINA SOARES; CARVALHO-OLIVEIRA, REGIANI; et al. Microplastics in the Olfactory Bulb of the Human Brain. JAMA NETWORK OPEN, v. 7, n. 9, p. 11-pg., 2024-09-16. (21/10724-2)