CONFRONTO DELLA RISPOSTA CELLULARE INDOTTA DAL BIOSSIDO DI TITANIO NELLA FORMA NANOPARTICOLATA E BULK IN CELLULE DI ASTROCITI (UMANE) DOPO ESPOSIZIONE ACUTA

In the last years, titanium dioxide nanoparticles (TiO2NPs) have attracted extensive interest due to their wide range of application (paint, printing ink, rubber, paper, cosmetics, sunscreens, etc.), however, little is known about their possible impact on human health. Evidence exists indicating TiO2NPs ability to enter the brain. TiO2NP effects on human cerebral cells are still to be clarified and, for this reason, the aim of this study was to assess the cytotoxicity and the molecular response on D384 cell line (human astrocytoma) produced by increasing doses of TiO2NPs (0.5, 1.5, 15, 31, 62, 125, 250 µg/ml) after short exposure (24 h) by evaluating the following endpoints: mitochondrial function (by MTT assay), ROS production (by DHE dye), apoptosis and expression of proteins involved in the cell death process and cell cycle control (by immunofluorescence and Western blot); as well as intracellular TiO2NP accumulation (by light microscopy and ICP-MS). The effects were compared with those caused by the TiO2 bulk. The present study demonstrated neurotoxicity of TiO2NP in human astrocyte cells (D384), showing molecular alteration related to: ROS production, DNA damage and apoptosis.

Negli ultimi anni le nanoparticelle di biossido di titanio (TiO2NP) hanno suscitato grande interesse per il loro ampio utilizzo in una vasta gamma di applicazioni (inchiostri, vernici, gomma, carta, cosmetici, creme solari, etc.); tuttavia sono ancora limitati i dati relativi al loro possibile impatto sulla salute dell’uomo. In letteratura sono presenti studi che indicano la capacità delle TiO2NP di raggiungere il Sistema Nervoso Centrale, ma gli effetti di queste nanoparticelle sulle cellule cerebrali umane sono ancora da chiarire. Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare la citotossicità e la risposta molecolare indotta nella linea cellulare D384 (astrocitoma umano) dopo breve esposizione (24 ore) a dosi crescenti delle TiO2NP (0.5-250 µg/ml), valutando i seguenti endpoint: funzionalità mitocondriale (MTT assay), produzione di ROS (colorazione DHE), apoptosi ed espressione di proteine coinvolte nel processo di morte cellulare e nel controllo del ciclo cellulare (immunofluorescenza e Western blot). Altresì è stato anche valutato l’accumulo delle TiO2NP nelle cellule (microscopia in campo chiaro e ICP-MS) e l’insieme degli effetti ottenuti è stato paragonato con quelli indotti dalla forma bulk del TiO2. Il presente studio ha dimostrato la potenziale neurotossicità delle TiO2NP sulla linea di astrocitoma umano (D384) con produzione di ROS, danno al DNA e apoptosi.