Efecto de las nanopartículas de plata en el sistema nervioso central

Abstract

Las nanopartículas de plata (AgNPs) se han empleado por sus propiedades antimicrobianas. Sin embargo, varios estudios sostienen que las AgNPs pueden inducir daño cerebral, por ejemplo una disfunción de la barrera hematoencefálica (BHA). Entre los mecanismos de defensa de la BHA se encuentran las metalotioneínas (MTs), un grupo de proteínas que juegan un papel importante en la regulación de los niveles intracelulares de zinc (Zn). El objetivo de este trabajo consistió en investigar si una administración intraperitoneal de AgNPs (15 mg / g peso corporal) causaba daño a nivel de la permeabilidad de la BHA, tejido cerebral e inflamación sistémica, y si este daño pudiera prevenirse con 24 h de tratamiento previo con Zn (27 mg/ kg de peso corporal). La extravasación de azul de Evans (EB), la expresión de claudina-5, MTs, y N-cadherina e inflamación sistémica fueron evaluados. Nuestros resultados muestran que las AgNPs inducen daño en la BHA, aumentando la extravasación de EB y disminuyendo la expresión de claudina-5, efectos asociados con una sobreexpresión de MTs, efectos que a su vez estaban relacionados con una inflamación sistémica, evidenciado por el aumento de granulocitos. El pretratamiento de Zn impidió parcialmente el daño en la BHA inducido por las AgNPs, mientras que la expresión de MTs y el recuento de granulocitos exhibió un efecto de reversión, lo que sugiere que el Zn podría estar regulando el daño a nivel de BHA. El análisis histológico de cerebro de rata confirmó que el pretratamiento con Zn previno, al menos en parte el efecto tóxico de las AgNPs. Este trabajo proporciona información relevante sobre el papel del Zn como protector contra los efectos nocivos de las AgNPs en la fisiología del cerebro de la rata.

Silver nanoparticles (AgNPs) have been widely employed due to their antimicrobial properties; however, several studies sustain that AgNPs can induce brain damage, like the blood–brain barrier (BBB) disruption. Among the BBB defense mechanisms, the metallothioneins (MTs), a collection of proteins that regulate intracellular levels of zinc (Zn), play an important role. The goal of this work was to investigate whether the brain damage caused by an intraperitoneal administration of AgNPs (15 mg/g body weight) at the level of the BBB permeability disruption, damage of the brain tissue, and systemic inflammation could be prevented by 24 h of previous treatment with Zn (27 mg/kg body weight). Evans blue (EB) extravasation, modification of claudin-5 expression, alterations on MTs, N-cadherin expression, and systemic inflammation were evaluated. Our results show that AgNPs induce BBB damage by increasing EB extravasation and decreasing claudin-5 expression, associated with overexpression of MTs, effects that were related with systemic inflammation, evidenced by the increase of granulocytes. Zn pretreatment partially prevented the BBB permeability from the damage induced by AgNPs, whereas the MTs expression and granulocytes count exhibited a reversal effect, suggesting that the effect of Zn could be related with the BBB regulation process. The rat brain histological analysis confirmed that pretreatment with Zn prevented at least in part the toxic effect of AgNPs. This work provides relevant information about the role of Zn as a protectant against the noxious effects of AgNPs upon the rat brain physiology.