Valutazione degli effetti tossici di alcune nanoparticelle in embrioni e adulti di zebrafish (Danio rerio).

L'uso di nanoparticelle in diversi campi di applicazione, riceve ogni anno grande attenzione per le loro proprietà, ed essendo utilizzate in molti prodotti commerciali, solleva molti quesiti in merito alla loro possibile tossicità soprattutto quando questi materiali vengono utilizzati in applicazioni specifiche, come la purificazione dell'acqua, nell'industria alimentare, nei cosmetici e nei dispositivi medici. Occorre quindi un'attenta indagine per escludere i possibili effetti collaterali dannosi legati all'uso delle nanotecnologie. Gli effetti delle nanoparticelle sugli organismi marini possono dipendere dalla loro composizione chimica, forma, dimensione, e capacità di aggregazione. A tale scopo, obiettivo di questa tesi di dottorato è stato effettuare dei test di tossicità acuta e cronica, rispettivamente su embrioni e soggetti adulti di Danio rerio, utilizzando differenti tipologie di nanoparticelle e membrane nanocomposite. La valutazione della tossicità è stata effettuata attraverso uno studio di espressione genica di enzimi biomarker quali metallotioneine (MT1), enzima eme ossigenasi (HO) e l’ossido nitrico sintetasi inducibile (iNOS). Lo zebrafish, infatti, è considerato da diversi anni un ottimo modello per gli studi ecotossicologici. Nel primo studio è stato effettuato mediante lo Zebrafish Embryo Toxicity test (Z-FET) seguendo le linee guida OECD, nel quale sono state testate membrane nanocomposite a base di polimero Nafion combinato con nanoparticelle di TiO2 di tipo anatasico e ossido di grafene (GO). Il test di tossicità non ha mostrato né effetti subletali né mortalità causati dalle diverse nanoparticelle e nanomembrane testate. Solo le larve esposte a nanoparticelle libere hanno mostrato un incremento nella sintesi di eme-ossigenasi 1 e ossido nitrico inducibile. Il secondo studio invece si è focalizzato sulla tossicità delle nanoparticelle di argento (AgNP) su individui adulti. Le nanoparticelle d'argento (AgNP) occupano una posizione predominante in quanto vengono utilizzate principalmente per le note proprietà antibatteriche. Al giorno d'oggi, l'aumento nell’utilizzo degli AgNP ha messo in discussione la loro possibile tossicità per la salute umana e l'impatto ambientale. Gli zebrafish sono stati esposti a tre differenti concentrazioni di AgNP (8, 45, e 70μg/l) per 30 giorni. Al termine della sperimentazione sono state effettuate analisi istologiche, immunoistochimiche ed è stata valutata l’espressione genica delle metallotioneine in diversi tessuti. L'analisi istologica ha evidenziato lesioni delle lamelle secondarie delle branchie con diversi gradi di tossicità dimostrati da lesioni quali iperplasia, fusione lamellare, edema sub-epiteliale. Inoltre, le analisi effettuate hanno rivelato un'elevata espressione di metallotioneine 1 (MT-1) negli animali esposti agli AgNP rispetto al gruppo di controllo, con una maggiore espressione nel gruppo esposto alla concentrazione minore in quanto monodispersa in soluzione. Da questi risultati si evince che la tossicità degli AgNP è legata più alla loro dimensione e stato di aggregazione che alle loro concentrazioni.