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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11733
Document type: Dissertação
Title: Evaluation of cytotoxicity and reactive oxygen species induced by gold nanoparticles and 6 MV X-rays in human glioblastoma cells
Other Titles: Avaliação da citotoxicidade e das espécies reativas de oxigênio induzidas por nanopartículas de ouro e raio-X de 6 MV em células de glioblastoma humano
Author: Weimer, Rafael Diogo 
Advisor: Papaléo, Ricardo Meurer
Abstract (native): Cancer is a public health problem and one of the main causes of death around the world. Numerous studies are being carried out to improve the effects of radiotherapy, focusing on the development of radiosensitizers. Gold nanoparticles (NPs) have several biomedical applications, including the possibility of being used as radiosensitizers for cancer treatment. In this context, the aim of this work was to investigate the potential effects of gold nanoparticles without coating (GNP) and aminated dextran-coated gold nanoparticles (GNP@DX-NH2) in combination or not with X-ray irradiations from a 6 MV clinical equipment, in human glioblastoma cells (U87). GNP and GNP@DX-NH2 with metallic core of 11.9 nm and 8.0 nm, respectively, were synthesized. Toxicity assays demonstrated that NPs are not toxic at concentrations up to 50 µg/mL. The evaluation of the internalization of NPs by transmission microscopy indicated that they were heterogeneously distributed in the cytoplasm, mostly aggregated within vesicles or loose in the cytoplasm. The evaluation of reactive oxygen species (ROS) after treatment with NPs for 24h indicated an increase of 38% and 54% for GNP and GNP@DX-NH2, respectively. When combined with irradiation of 2 Gy and 6 Gy, the groups treated with GNP had an approximated increase of 70% in ROS levels relative to the non-irradiated control for both radiation doses, while the groups treated with GNP@DX-NH2 induced an increase of 60% for 2 Gy and 88% for 6 Gy. The results demonstrate that this effect could be associated with the production of ROS induced mostly by the NPs before the irradiations, and only slightly increased after the combination of NPs and radiation treatment.
Abstract (english): O câncer é um problema de saúde pública e uma das principais causas de morte ao redor do mundo. Inúmeros estudos estão sendo desenvolvidos para melhorar os efeitos da radioterapia, focando no desenvolvimento de radiosensibilizadores. Nanopartículas (NPs) de ouro apresentam diversas aplicações biomédicas, incluído a possibilidade de serem utilizadas como radiosensibilizadores no tratamento de câncer. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos de nanopartículas de ouro sem recobrimento (GNP) e recobertas com dextrana aminada (GNP@DX-NH2) em combinação ou não com irradiação de raio-X de um equipamento clínico de 6 MV, em células de glioblastoma humano (U87). Foram sintetizadas GNP e GNP@DX-NH2 com núcleo metálico de 11,9 nm e 8,0 nm, respectivamente. Ensaios de toxicidade demonstraram que as NPs não são tóxicas em concentrações de até 50 µg/mL. A avaliação da internalização das NPs por microscopia de transmissão indica que as elas se distribuem de forma heterogênea no citoplasma, a maior parte agregada dentro de vesículas ou soltas no citoplasma. A avaliação das espécies reativas de oxigênio (EROs) após o tratamento com NPs por 24h indica um aumento de 38% e 54% para as GNP e GNP@DX-NH2, respectivamente. Quando combinadas com irradiações de 2 Gy e 6 Gy, os grupos tratados com GNP tiveram um aumento aproximado de 70% em relação ao grupo controle não irradiado para as duas doses de radiação, enquanto os grupos tratados com GNP@DX-NH2 induziram um aumento de 60% para 2 Gy e 88% para 6 Gy. Os resultados demonstram que esse efeito pode ser em parte associado a produção de EROs devido a presença das NPs sem irradiação, e apenas levemente aumentado quando houve a combinação de NPs e irradiação.
Keywords: Gold Nanoparticles
ROS
Glioblastoma
Nanopartículas de Ouro
ROS
Glioblastoma
CNPQ Knowledge Areas: ENGENHARIAS
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Escola Politécnica
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Access type: Acesso Aberto
Fulltext access restriction: Trabalho não apresenta restrição para publicação
URI: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11733
Issue Date: 31-Mar-2023
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais

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