Síntese, caracterização e ecotoxicidade do híbrido de óxido de grafeno decorado com nanopartículas de prata

The hybrid nanomaterial GO-AgNPs was synthesized using graphene oxide (GO) as substrate and stabilizer for the silver nanoparticles (AgNPs). This nanohybrid has promising technological applications due to its unique physicochemical properties. However, it is necessary to assess proactively the potential risks of these materials for human and environmental health. The aim of this thesis was an integrated ecotoxicological evaluation of the hybrid nanomaterial GO-AgNPs. It was realized in three main steps: i) Preparation and physic-chemical characterisation of the nanomaterial GO-AgNPs (e.g. composition, structure, morphology, size and chemistry of the surface); ii) Dispersion and colloidal stability monitoring (state of aggregation/agglomeration) of nanomaterials in the culture media of organisms-bioindicators and the influence of bio-coronas (environmental-corona and protein-corona); iii) ecotoxicity evaluation of GO-AgNPs, GO and AgNPs dispersions in vivo and in vitro assays of zebrafish model (Danio rerio). In the first chapter, a literature review was realised, and its scope summarises the synthesis, application and toxicological aspects of GO-AgNPs. An integrated study was reported in the second chapter and included the synthesis, characterisation, colloidal stability monitoring, and ecotoxicological assay in zebrafish embryos. GO-AgNPs were synthesised by the chemical reduction method of the silver salt in an aqueous dispersion of GO using sodium borohydride as a reducing agent. The characterisation techniques confirmed the formation of spherical AgNPS with an approximate diameter of 6 nm distributed onto GO sheets. The spontaneous coating formed by the natural organic matter, the eco-corona, positively influenced the stability of the nanomaterials and mitigated the toxicological response. The chorion also shows a protective function. Embryos without chorion exhibited higher rates of deformation and mortality compared to the control group. The median lethal dose (LC50-96h) was 1.5 mg L-1. In the third chapter, the effects of this nanohybrid on zebrafish liver cell line (ZFL) were evaluated. The protein-corona resulting from the interaction with the supplementation of the culture medium with fetal bovine serum (FBS) improved the colloidal stability of the nanomaterials. Mean inhibitory concentrations (IC50-24h) observed in viability assays (AB, MTT, NRU) ranged from 5.7 to 7.0 g mL-1. Furthermore, the assays with the embryo and with the liver cells showed the biocompatibility of GO even at high doses (100 mg L-1). Ingestion by embryos and internalisation by cells of this nanomaterial was also observed. The nanohybrid dissolution had a minor influence on the assessment, and most of the toxic response was due to the nanohybrid per se. Furthermore, the deleterious effects observed are distinct from the nanomaterials from their counterparts. Thus, the results reinforce the importance of proactive evaluation of this new nanomaterial to minimise the impacts on human and environmental health towards sustainability and responsible innovationO nanomaterial híbrido GO-AgNPs é sintetizado usando óxido de grafeno (GO) como substrato e agente estabilizante de nanopartículas de prata (AgNPs). O nanohíbrido possui promissoras aplicações tecnológicas devido às suas exclusivas propriedades físico-químicas. Contudo, é necessário avaliar, de maneira proativa, os potenciais riscos destes materiais para saúde humana e ambiental. O objetivo desta tese foi realizar uma avaliação ecotoxicológica integrada do nanomaterial híbrido GO-AgNPs. Este projeto foi realizado 3 etapas sendo: i) preparação e caracterização físico-química do nanomaterial GO-AgNPs (e.g. composição, estrutura, morfologia, tamanho e química da superfície); ii) estudo da dispersão e estabilidade coloidal (estado de agregação/aglomeração) dos nanomateriais nos meios de cultivo dos organismos-bioindicadores e a influência de bio-coronas (environmental-corona e protein-corona) e, iii) avaliação da ecotoxicidade aguda das dispersões de GO-AgNPs, GO e AgNPs em utilizando ensaios in vivo e in vitro do modelo zebrafish (Danio rerio). No primeiro capítulo desta tese, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre a síntese, aplicação e aspectos toxicológicos do GO-AgNPs. No segundo capítulo, um estudo integrado foi realizado que abordou a síntese, caracterização, estabilidade coloidal e ensaio ecotoxicológico em embriões de zebrafish. O GO-AgNPs foi sintetizado pelo método de redução química do sal de prata em uma dispersão aquosa de GO utilizando o borohidreto de sódio como agente redutor. As técnicas de caracterização confirmaram a formação de AgNPS esféricas com diâmetro aproximado de 6 nm distribuídas pelas folhas de GO. O revestimento espontâneo formado pela matéria orgânica natural (do inglês: natural organic matter - NOM), a eco-corona, influenciou positivamente na estabilidade das nanopartículas e mitigou a resposta toxicológica. O córion também apresentou uma função protetora. Os embriões sem córion exibiram taxas maiores de deformação e mortalidade em comparação com o grupo exposto sem a presença de NOM. A dose letal mediana (LC50-96h) foi de 1.5 mg L-1. No terceiro capítulo, foi avaliado os efeitos deste nanohíbrido em uma linhagem de células de fígado do zebrafish (ZFL). A protein- corona decorrente da interação com as proteínas oriundas da suplementação do meio de cultivo com soro fetal bovino melhorou a estabilidade coloidal dos nanomateriais. As concentrações inibitórias média (IC50-24h) observadas em ensaios de viabilidade (AB, MTT, NRU) variaram de 5.7 a 7.0 g mL-1. Além disso, os ensaios realizados com embrião e com a linhagem de células de fígado mostraram a biocompatibilidade do GO mesmo em alta dosagem (100 mg.L-1). Também foi observada a ingestão pelos embriões e a internalização pelas células deste nanomaterial. A dissolução do nanohíbrido teve uma pequena influência na resposta tóxica, sendo a maior parte dela decorrente do nanohíbrido per se. Além disso, os efeitos deletérios observados são distintos dos nanomateriais dos quais o nanohíbrido é formado. Assim, os resultados deste trabalho reforçam a importância da avaliação proativa deste promissor nanomaterial minimizando os impactos à saúde humana e ambiental em direção a sustentabilidade e inovação responsáve

First record of molluscs naturally infected with Angiostrongylus cantonensis (Chen, 1935) (Nematoda: Metastrongylidae) in Brazil

Seeking the identification of Angiostrongylus cantonensis as a potential etiological agent of three clinical cases of eosinophilic meningitis, mollusc specimens were collected in the state of Espírito Santo, Brazil. The snails were identified as Sarasinula marginata (45 specimens), Subulina octona (157), Achatina fulica (45) and Bradybaena similaris (23). Larvae obtained were submitted to polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism diagnosis. Their genetic profile were corresponded to A. cantonensis. Rattus norvegicus experimentally infected with third-stage larvae, developed menigoencephalitis, and parasites became sexually mature in the lungs. Additionally, larvae obtained from A. fulica snails, from São Vicente, state of São Paulo, also showed genetic profiles of this nematode. This is the first record of Brazilian molluscs infected with this nematode species

First record of molluscs naturally infected with Angiostrongylus cantonensis (Chen, 1935) (Nematoda: Metastrongylidae) in Brazil

Seeking the identification of Angiostrongylus cantonensis as a potential etiological agent of three clinical cases of eosinophilic meningitis, mollusc specimens were collected in the state of Espírito Santo, Brazil. The snails were identified as Sarasinula marginata (45 specimens), Subulina octona (157), Achatina fulica (45) and Bradybaena similaris (23). Larvae obtained were submitted to polymerase chain reaction and restriction fragment length polymorphism diagnosis. Their genetic profile were corresponded to A. cantonensis. Rattus norvegicus experimentally infected with third-stage larvae, developed menigoencephalitis, and parasites became sexually mature in the lungs. Additionally, larvae obtained from A. fulica snails, from São Vicente, state of São Paulo, also showed genetic profiles of this nematode. This is the first record of Brazilian molluscs infected with this nematode species