Estudo Magnético e Magneto-óptico do Processo de Internalização de Nanopartículas Magnéticas Biocompatíveis de -Fe2O3 Recobertas com Dextrana por Células Tumorais de Sarcoma 180 / Study Magnetic and Magneto-optical Process Internalization of biocompatible magnetic nanoparticles of-Fe2O3 coated with Dextran by Tumor Cells of Sarcoma 180

Anderson Costa da Silva

Neste trabalho investigamos o processo de internalização de nanopartículas magnéticas de magnetita, recobertas com dextrana, por células neoplásicas de Sarcoma 180 (S180), por meio das técnicas de magnetometria de amostra vibrante (MAV) e birrefringência magnética estática (BME). A amostra de fluido magnético, estável em pH fisiológico, foi preparada pelo método de coprecipitação. O crescimento das nanopartículas ocorreu conjuntamente com o recobrimento molecular por dextrana. A estrutura cristalina foi confirmada por difração de raios-X. As nanopartículas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. O método de Sturges foi utilizado para obter a polidispersão de diâmetros, que foi ajustada por uma distribuição do tipo lognormal com diâmetro modal de 5, 5 0, 1 nm e dispersidade 0, 18 0, 02. A linhagem tumoral de camundongo Sarcoma 180 foi obtida segundo protocolo estabelecido pela American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA). Estudos de citotoxicidade, utilizando o método MTT, foram feitos para uma fração volumétrica de nanopartículas de = 0, 00065 após uma e cinco horas de exposição das células S180 as nanopartículas. Em particular, foi encontrada uma viabilidade celular de 87 11% após uma hora de exposição provando que não houve morte celular significativa no intervalo de tempo em que as medidas de MAV e BME foram realizadas. Medidas de magnetização foram feitas para obter a fração volumétrica de nanopartículas. Testes do efeito de centrifugação das nanopartículas suspensas em meio de cultura celular RPMI 1640 revelaram uma sedimentação de nanopartículas magnéticas extremamente baixa. Um procedimento, utilizando aceleração de 260×g por 10 minutos, foi adotado para separar células contendo nanoparticulas internalizadas daquelas suspensas no meio RPMI 1640. Medidas de magnetização das células S180 contendo nanopartículas foram realizadas numa larga faixa de tempo de exposição (100 minutos). Entre 10 e 70 minutos a quantidade de nanopartículas em unidade de massa passou de 52 20 pg/célula para 11015 pg/célula. De fato os dados de magnetometria indicam que o processo de internalização atingiu a saturação entre 30 a 40 minutos. A técnica de magnetoóptica de BME também foi utilizada para investigar o processo de internalização das nanopartículas. Primeiramente, medidas de BME foram feitas em amostra controle consistindo de nanopartículas magnéticas suspensas em meio RPMI 1640. Foram investigados efeitos de concentração de nanopartículas e de tempo de envelhecimento (associado a dinâmica de formação de aglomerados). Em particular, o tamanho médio do aglomerado (Q), associado ao número de nanopartículas formando uma cadeia linear, manteve-se basicamente constante, Q=4, 8 0, 2, para uma faixa de tempo de 70 min. Dados de birrefringência de saturação também permaneceram estáveis neste intervalo. Adicionalmente, medidas de BME foram utilizadas para estimar a espessura da camada de cobertura (dextrana) sendo encontrado 1, 70 0, 02 nm. Diferentemente dos dados de MAV, as medidas de BME foram feitas em amostras contendo tanto células S180 quanto nanopartículas no meio RPMI 1640. Dados foram obtidos numa larga faixa de tempo (120 min.). Inicialmente observou-se que o sinal de BME decresce num intervalo de tempo e depois volta a crescer (entre 30-40 min.). O ajuste dos dados de BME indicam que a birrefringência de saturação ( ns) decresce nos primeiros 30 minutos e depois volta a crescer de forma suave, enquanto o tamanho médio do aglomerado possui um comportamento oposto, ou seja cresce nos primeiros 30 minutos e depois volta a decrescer. Em particular, no tempo de exposição, texp, de 10 min. o tamanho médio do aglomerado (birrefringência de saturação) variou de 4, 180, 04 ( ns = 3, 410, 02 ×1018cm−3) para 5, 22 0, 08 ( ns = 2, 75 0, 02 ×1018cm−3) em texp=30 min. Como a birrefringência de saturação é proporcional ao número de nanopartículas contribuindo para o sinal magnetoóptico concluise que o decréscimo do sinal magneto-óptico foi decorrente do processo de internalização de nanopartículas magnéticas pelas células S180. Por sua vez, a análise da dependência temporal do tamanho médio do aglomerado também sugere que o processo de internalização ocorre primeiramente com nanopartículas anisométricas ou com nanoestruturas formando pequenos aglomerados. Finalmente, após atingir a saturação no processo de internalização, observa-se a formação de pequenos aglomerados no meio RPMI 1640, que é o responsável pelo aumento da intensidade do sinal magneto-óptico e diminuição do tamanho médio do aglomerado para tempos maiores que 30 minutos.

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