Citotoksični i genotoksični potencijal kompozita na bazi nanočestica resveratrola i selena, i njegova sposobnost indukcije superoksidnih anjona

Abstract

Kontinuirano interesovanje za nanočestice različitih materijala i njihove kompozite stvorilo je brojna pitanja u vezi njihove potencijalne toksičnosti. Polifenol resveratrol i jedinjenja sa selenom su među agensima čijoj je upotrebi nanotehnologija omogućila nov pristup. U formi nanočestica, oni pokazuju poboljšanu biokompatibilnost i biološke efekte, kao što je antimikrobna aktivnost. Na osnovu podataka iz literature, nanočestice selena su najčešće manje toksične nego jedinjenja sa selenom. U našem istraživanju, najpre smo pripremili kompozitni materijal na bazi selena i resveratrola. Nakon toga, kompozit i njegove komponente bili su testirani pomoću MTT tetrazolijumske boje za utvrđivanje citotoksičnosti, komet testom na genotoksičnost i nitroplavo-tetrazolijumskim testom za procenu nivoa superoksidnih anjona. U svim eksperimentima je korišćena zdrava ćelijska linija fibroblasta čoveka (MRC-5). Rezultati su pokazali da, iako čestice resveratrola ispoljavaju citotoksičnost u koncentracijama preko 12 μg/ml, one nisu genotoksične i ne indukuju stvaranje superoksidnih anjona. Sa druge strane, nanočestice selena nisu bile citotoksične ispod 150 μg/ml, ali su njima tretirane ćelije pokazale znake oštećenja DNK i povećanje produkcije superoksidnih anjona, čak i na 18 μg/ml. Kompozit je pokazao drugačije efekte, indukujući višu citotoksičnost i oksidativni stres nego ekvivalentne koncentracije komponenti, ali istovremeno nije bio genotoksičan. Moguće je da su interakcije nanočestica selena sa nanočesticama resveratrola dovele do pojave jedinstvenih osobina kompozita, potvrđujući izuzetnu važnost testiranja nanokompozitnih materijala uporedo sa njihovim komponentama.

The continuous interest in engineered nanoparticles of various materials, and their composites, has raised numerous questions regarding their toxicological profiles. Polyphenol resveratrol and selenium compounds are among the agents to which nanotechnology has given all new approach. Their particulate forms possess improved bioavailability and biological effects, such as antibacterial activity. Furthermore, selenium nanoparticles usually have significantly lower toxicity compared to selenium compounds. In this study, we prepared composite material consisting of selenium and resveratrol nanoparticles. Then, composite material and its components were assessed by using tetrazolium MTT dye for determining cytotoxicity, comet assay for genotoxicity study, and nitroblue tetrazolium assay (NBT) assay to estimate levels of superoxide anions. The normal human fibroblast cells (MRC-5) were used in all the experiments. Results showed that, although the resveratrol component exhibited cytotoxicity at 12 μg/ml, it was not genotoxic, and did not induce superoxide anion production. Selenium nanoparticles, on the other hand, were not cytotoxic below 150 μg/ml, but treated cells showed signs of DNA damage and elevation in superoxide anion production even at 18 μg/ml. Composite material behaved differently, inducing higher cytotoxicity and oxidative stress than comparable concentrations of components, but also showed lack of genotoxicity. Possible interactions of selenium nanoparticles with resveratrol nanoparticles could have created unique composite properties, confirming the great importance of toxicity testing of nanocomposite materials along with their components.