O que acontece com as nanopartículas após a sua ingestão?

Prof. Hudson W.P. Carvalho, Universidade de São Paulo

O potencial que a nanotecnologia oferece para a agricultura é um assunto amplamente discutido, inclusive em alguns vídeos disponibilizados nesse site (https://www.plantaetec.com/v%C3%ADdeos). Se por um lado, nanopartículas podem dar origem a fertilizantes de liberação controlada, defensivos mais eficientes e até a bioestimulantes do metabolismo vegetal, por outro, é necessário estarmos atentos a potenciais impactos negativos que essa tecnologia pode ter sobre o ecossistema.

Pensando nisso, um estudo doutoral do nosso grupo avaliou a capacidade de um organismo modelo eliminar nanopartículas de óxido de zinco após sua ingestão. Foram escolhidas nanopartículas de óxido de zinco visto que o zinco é um micronutriente mineral amplamente empregado nas lavouras em sua forma micrométrica, nas chamadas suspensões concentradas. Outros estudos realizados pelo nosso grupo demonstram que a taxa de fornecimento de zinco para as plantas depende do tamanho da nanopartícula de óxido de zinco, bem como da presença de adjuvantes orgânicos. Dessa forma, acreditamos que esse material deve ser um dos primeiros a dar origem a fertilizantes de base nanotecnológica. O organismo modelo foi a Daphnia magna, trata-se de um micro crustáceo de água doce que apresenta cerca de 1-5 mm em idade adulta, a espécie é amplamente utilizada em ensaios ecotoxicológicos devido ao seu diminuto tamanho, rápida reprodução e corpo transparente.

O processo investigado no estudo se chama depuração. Trata-se da ação pela qual um organismo elimina, ou expele, substâncias tóxicas ou exógenas do seu corpo, ou seja, é uma forma de desintoxicação. Inicialmente foram realizados ensaios para avaliar a toxicidade de uma série de nanopartículas de óxido de zinco com variados tamanhos e tipo de recobrimento superficial. Nesses testes, os organismos são expostos aos tratamentos durante 48 horas determinando-se qual é a concentrações capazes de matar 10, 50 e 100% da população de organismos, essas concentrações são conhecidas respectivamente como CL10 CL50 e CL100.

Elemento zinco, advindo das nanopartículas, sendo mapeado no interior dos organismos por um método de fluorescência de raios X desenvolvido no Centro de Energia Nuclear na Agricultura da USP. "Reprinted from Science of Total Environment, 821, Vol /edition number, J.R. Santos-Rasera, R.T.R. Monteiro, H.W.P. Carvalho, Investigation of acute toxicity, accumulation, and depuration of ZnO nanoparticles in Daphnia magna, 153307, Copyright (2022), with permission from Elsevier”.

O ensaio revelou que a toxicidade das nanopartículas tende a ser inversamente proporcional ao seu tamanho, ao passo que adjuvantes que se ligam na superfície das nanopartículas as tornam menos tóxicas. De qualquer maneira, é importante destacar que, as nanopartículas com maior potencial tóxico, CL50 na faixa 1,68 a 1,71 mg/L, demonstram resultados estatisticamente iguais ao sulfato de zinco que é a base de diversos fertilizantes. Ou seja, as nanopartículas empregadas no estudo foram tão tóxicas quanto um sal de zinco comumente utilizado.

Em seguida, um conjunto de organismos foi exposto a nanopartículas de ZnO de 40 nm na concentração equivalente a CL10 por 48 horas. Os sobreviventes foram então transferidos para um meio sem nanomateriais e sem alimentos, no qual eles foram monitorados por 24 horas. Diferentemente daquilo reportado por outros estudos publicados na literatura científica, com nanopartículas distintas, os nossos resultados mostraram que as nanopartículas não foram expelidas. Ou seja, elas permaneceram no interior do sistema digestivo dos dafinídeos.

O nosso estudo concluiu que as propriedades de superfície podem definir se a depuração ocorrerá ou não. É possível que as nanopartículas tenham sido adsorvidas nas paredes dos tecidos, ou se aglomerado bloqueando o trato digestivo.

Siga esse link para ter acesso artigo completo: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722003990?via%3Dihub#f0010

DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153307