Effetti e localizzazione di CdTe quantum dots, in Hydra vulgaris.

I quantum dots (QDs) sono nanocristalli semiconduttori che negli ultimi anni hanno trovato vasta applicazione come componenti nelle celle fotovoltaiche e in campo biologico come sonde, come vettori per la somministrazione di farmaci e in diagnostica per immagini. Tale impiego è dovuto principalmente alle loro caratteristiche ed uniche proprietà fotofisiche dipendenti dalle loro dimensioni, come l'elevata fluorescenza e la resistenza al photobleach, e alla facilità di funzionalizzazione con ligandi bersaglio di siti ad attività specifica. Nonostante ciò molti rischi sono legati alla tossicità dei metalli pesanti che le compongono, ed in particolare quelle che contengono Cd+2 nel core, come i CdTe-QDs. Studi in vitro hanno dimostrato che la tossicità dei QDs non rivestiti, è associata in parte al Cd2+ libero presentenella sospensione delle nanoparticelle ed in parte al Cd2+ rilasciato dal core in ambiente cellulare. In questo lavoro vengono testati in vivo gli effetti della somministrazione di 10nM, 25nM, 50nM nanocristalli (in media 3.2 nm) CdTer-QDs rivestiti con acido tioglicolico /TGA), rivestimento essenziale per aumentarne la solubilità e diminuirne la tossicità. Gli studi sono stati condotti su Hydra vulgaris, celenterato diblastico di acqua dolce, utilizzato con successo per testare l'impatto tossicologico ed ecotossicologico dei nanomateriali in quanto è possibile esporre per intero l'animale a tali particelle per semplice immersione ed inoltre la sua versatilità nelle risposte morfologiche, cellulari, biochimiche e molecolari lo rendono un sistema modello ideale. Test di tossicità hanno evidenziato che il trattamento continuo con 50 nM di CdTe-QDs induceva letalità già a 24 ore, mentre concentrazioni inferiori di 10 nM e 25 nM non inducevano mortalità significativa nelle prime 48 ore di trattamento. Hydra v. esposte per 24 ore a tali concentrazioni subletali presentavano, però, il processo di rigenerazione tissulare, caratteristico di questi animali, fortemente inibito. L'analisi degli elementi tramite ESI-TEM effettuata su campioni trattati con 25 nM e 50 nM di CdTe-QDs per 24 ore ha dimostrato che sia il cadmio che il tellurio co-localizzano per cui i QDs non subiscono degradazione all'interno di Hydra vulgaris. L'analisi ultrastrutturale di campioni a 24 ore dal trattamento acuto con 50 nM di CdTe-QDs ha messo in evidenza alterazioni della morfologia mitocondriale e la presenza oltre che di cellule apoptotiche anche di cellule necrotiche. Ciò ci porta a concludere che i CdTe-QDs in Hydra vulgaris presentano tossicità tempo-dose dipendente.