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Studio del potenziale genotossico del biossido di titanio TiO2 su colture cellulari di tursiope (Tursiops truncatus)

Informazioni tesi

  Autore: Stefania Tendi
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Biologia
  Relatore: Marco Nigro
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 95

In questo studio viene valutato il potenziale genotossico di particelle di biossido di titanio (TiO2), un materiale ampiamente utilizzato nella produzione di cosmetici, filtri solari, vernici, materiali da costruzione ed impiegato in svariati processi quali, l’industria della carta ed il trattamento delle acque reflue. Un così vasto impiego implica un altrettanto elevato rischio di rilascio nell’ambiente acquatico, infatti il biossido di titanio è comunemente ritenuto un contaminante emergente nel prossimo futuro. Tuttavia, la maggior parte delle informazioni presenti in letteratura riguardano i possibili effetti del biossido di titanio sulla salute umana, mentre pochi dati sono disponibili sul potenziale ecotossicologico di questa sostanza sugli ecosistemi acquatici, ad eccezione di alcune indagini su invertebrati e pesci. Questa tesi ha lo scopo di valutare il potenziale genotossico del TiO2, nelle due forme cristalline rutilo e anatasio, su un predatore terminale della catena trofica marina, il cetaceo odontocete Tursiops truncatus. L’indagine è stata effettuata su leucociti prelevati da 5 individui (4 maschi e 1 femmina) allevati presso il parco acquatico “Oltremare” (Riccione) e su fibroblasti isolati da biopsie cutanee (ottenute nell’ambito di una collaborazione con il Dipartimento di Scienze Ambientali di Siena). Inoltre, sono stati indagati gli effetti del TiO2 anche su cellule umane e murine al fine di valutare in modo comparativo la risposta del tursiope al TiO2, con quella di altri mammiferi. Per il trattamento dei leucociti sono state usate tre dosi (20, 50 e 100 µg/ml) e tre tempi di esposizione (4, 24 e 48 h), mentre i fibroblasti sono stati esposti a quattro dosi (20, 50, 100 e 150 µg/ml) e ai medesimi tempi di esposizione, per ciascuna delle due forme cristalline di TiO2. La genotossicità è stata valutata mediante il Comet Assay (elettroforesi su singola cellula), attraverso il quale viene misurato il grado di frammentazione del DNA (rotture a singolo e doppio filamento, siti labili agli alcali). La vitalità cellulare è stata valutata mediante il test del Trypan Blue. I risultati relativi ai leucociti hanno mostrato un effetto genotossico significativo di entrambe le forme cristalline sulle cellule di tursiope, per tutti i tempi di esposizione e alle dosi di 50 e 100 µg/ml, mentre non si osserva alcun effetto nei leucociti umani, ad eccezione della forma anatasio che ha mostrato un effetto puntiforme solo ad una dose e tempo sperimentale (24 h). Per quanto riguarda i risultati relativi ai fibroblasti, è stato osservato un effetto genotossico di entrambe le sostanze in ogni specie trattata in questo studio. In particolare, entrambe le forme di TiO2 inducono nei fibroblasti umani, di tursiope e murini un effetto genotossico significativo dopo 4 ore di esposizione ad entrambe le forme cristalline. Questo effetto si riduce in maniera consistente fino a scomparire dopo 24 h di trattamento, mantenendo elevati i livelli di integrità del DNA dopo 48 h nei fibroblasti murini e di cetaceo. I risultati ottenuti indicano che il biossido di titanio è in grado di indurre un effetto genotossico, alle dosi testate, e suggeriscono per le cellule di tursiope una certa suscettibilità nei confronti del TiO2 in forma particellata.

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4 RIASSUNTO In questo studio viene valutato il potenziale genotossico di particelle di biossido di titanio (TiO 2 ), un materiale ampiamente utilizzato nella produzione di cosmetici, filtri solari, vernici, materiali da costruzione ed impiegato in svariati processi quali, l’industria della carta ed il trattamento delle acque reflue. Un così vasto impiego implica un altrettanto elevato rischio di rilascio nell’ambiente acquatico, infatti il biossido di titanio è comunemente ritenuto un contaminante emergente nel prossimo futuro. Tuttavia, la maggior parte delle informazioni presenti in letteratura riguardano i possibili effetti del biossido di titanio sulla salute umana, mentre pochi dati sono disponibili sul potenziale ecotossicologico di questa sostanza sugli ecosistemi acquatici, ad eccezione di alcune indagini su invertebrati e pesci. Questa tesi ha lo scopo di valutare il potenziale genotossico del TiO 2 , nelle due forme cristalline rutilo e anatasio, su un predatore terminale della catena trofica marina, il cetaceo odontocete Tursiops truncatus. L’indagine è stata effettuata su leucociti prelevati da 5 individui (4 maschi e 1 femmina) allevati presso il parco acquatico ―Oltremare‖ (Riccione) e su fibroblasti isolati da biopsie cutanee (ottenute nell’ambito di una collaborazione con il Dipartimento di Scienze Ambientali di Siena). Inoltre, sono stati indagati gli effetti del TiO 2 anche su cellule umane e murine al fine di valutare in modo comparativo la risposta del tursiope al TiO 2 , con quella di altri mammiferi. Per il trattamento dei leucociti sono state usate tre dosi (20, 50 e 100 µg/ml) e tre tempi di esposizione (4, 24 e 48 h), mentre i fibroblasti sono stati esposti a quattro dosi (20, 50, 100 e 150 µg/ml) e ai medesimi tempi di esposizione, per ciascuna delle due forme cristalline di TiO 2 . La genotossicità è stata valutata mediante il Comet Assay (elettroforesi su singola cellula), attraverso il quale viene misurato il grado di frammentazione del DNA (rotture a singolo e doppio filamento, siti labili agli alcali). La vitalità cellulare è stata valutata mediante il test del Trypan Blue. I risultati relativi ai leucociti hanno mostrato un effetto genotossico significativo di entrambe le forme cristalline sulle cellule di tursiope, per tutti i tempi di esposizione e alle dosi di 50 e 100

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Parole chiave

tursiops truncatus
nanoparticelle
genotossicità
nanoparticles
biossido di titanio
comet assay
fibroblasti
leucociti
titaniuim dioxide
fibroblasts
leukocytes
genotoxicity

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