Cito y Genotoxicidad de partículas SiO₂@ZrO₂ en células de osteosarcoma humano

Abstract

El óxido de circonio (ZrO₂) es un material con importantes aplicaciones biomédicas. La formación de partículas núcleo@cáscara (núcleo de un material y cáscara de otro) y su uso en sistemas de liberación controlada de drogas están en el foco del interés científico actual. Sin embargo, poco se sabe sobre su toxicidad. Aquí investigamos la cito y genotoxicidad de esferas SiO₂@ZrO₂ con cáscara cristalina (SiO₂@ZrO₂^c) y con cáscara amorfa (SiO₂@ZrO₂^a) en células de osteosarcoma humano en cultivo (MG-63) expuestas a un rango de 5-100 µg/ml por 24 h. Según microscopía electrónica de transmisión, ambos tipos de partículas cruzan la membrana celular y se alojan en vesículas en el citoplasma. La viabilidad celular (ensayo MTT) disminuyó sólo en células expuestas a 100 µg/ml de SiO₂@ZrO₂^c (p<0,001). Asimismo, los primeros efectos genotóxicos se observaron a 5 µg/ml de SiO₂@ZrO₂^c y 10 µg/ml de SiO₂@ZrO₂^a con el daño sobre el ADN celular (ensayo Cometa). Al incrementar la concentración de SiO₂@ZrO₂^c a 25 µg/ml y de SiO₂@ZrO₂^a a 50 µg/ml se produjo un aumento de la frecuencia de micronúcleos (p<0,05). Por otro lado, ambos tipos de partículas provocaron a partir de 50 µg/ml una disminución de la relación GSH/GSSG (p<0,001), pero sólo SiO₂@ZrO₂^c a 100 µg/ml produjo un aumento significativo de las especies reactivas de oxígeno (p<0,01). Pudo concluirse que solo SiO₂@ZrO₂^c reduce la viabilidad celular asociada a un aumento en estrés oxidativo, sin embargo ambos materiales causan daño en el ADN indicando una cito y genotoxicidad dependiente del ordenamiento atómico en la cáscara.