Etude de la toxicité d’une nanoparticule sur le gastéropode marin Stramonita haemastoma
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This study investigates the toxicity of chromium (III) oxide nanoparticles (Cr₂O₃ NPs) and aluminum oxide nanoparticles (Al₂O₃ NPs) on the Mediterranean gastropod Stramonita haemastoma. Using a multi-biomarker approach, we assessed oxidative stress induction, neurotoxicity, and histological alterations over time intervals of 7, 14, and 28 days, at various nanoparticle concentrations. Oxidative stress biomarkerswere evaluated, including reduced glutathione (GSH), glutathione S-transferase (GST), glutathione peroxidase (GPx), catalase (CAT), and superoxide dismutase (SOD). Neurotoxicity was assessed via acetylcholinesterase (AChE) activity, while metallothionein (MT) and malondialdehyde (MDA) levels were measured to gauge stress response and lipid peroxidation, respectively. These biomarkers were analyzed in both the digestive gland and gills of S. haemastoma. Histological examinations were conducted to identify tissue alterations.Our findings highlight significant oxidative stress induction, neurotoxic effects, and histological damage in S. haemastoma exposed to both Cr₂O₃ and Al₂O₃ nanoparticles. The relationships among biomarkers were analyzed using principal component analysis (PCA) and the Integrated Biomarker Response (IBR) approach, providing a comprehensive understanding of the toxicological effects. This study is innovative as it is the first to employ this species and to report the toxicity of Cr₂O₃ NPs in marine species. This study underscores the importance of considering multiple biomarkers over different exposure durations to accurately assess the environmental impact of nanoparticle pollution.
Keywords:Nanoparticle toxicity, Stramonita haemastoma, Oxidative stress biomarkers, Neurotoxicity, Histological alterations, IBR
Description
Résumé
Cette étude examine la toxicité des nanoparticules d'oxyde de chrome(III) (NPs de Cr₂O₃) et des nanoparticules d'oxyde d'aluminium (NPs d’Al₂O₃) sur le gastéropode méditerranéen Stramonita haemastoma. En utilisant une approche multi-biomarqueurs, nous avons évalué l'induction du stress oxydatif, la neurotoxicité et les altérations histologiques sur des intervalles de temps de 7, 14 et 28 jours, à différentes concentrations de nanoparticules (NPs).Les biomarqueurs du stress oxydatif qui ont été évalués sont le glutathion réduit (GSH), la glutathion S-transférase (GST), la glutathion peroxydase (GPx), la catalase (CAT) et la superoxyde dismutase (SOD). La neurotoxicité a été évaluée par l'activité de l'acétylcholinestérase (AChE), tandis que les niveaux de métallothionéine (MT) et de malondialdéhyde (MDA) ont été mesurés pour évaluer la réponse au stress et la peroxydation des lipides, respectivement. Ces biomarqueurs ont été analysés dans la glande digestive et les branchies de S. haemastoma. Des examens histologiques ont été réalisés pour identifier les altérations tissulaires. Nos résultats mettent en évidence une induction significative du stress oxydatif, des effets neurotoxiques et des dommages histologiques chezS. haemastoma exposée aux NPs de Cr₂O₃ et d'Al₂O₃. Les relations entre les biomarqueurs ont été déterminées à l'aide de l'analyse en composantes principales (ACP) et de l'approche IBR (Integrated Biomarker Response), ce qui a permis de mieux comprendre les effets toxicologiques. Cette étude est innovante car elle est la première à utiliser cette espèce et à rapporter la toxicité des NPs de Cr₂O₃ chez les espèces marines. Elle souligne l'importance de prendre en compte plusieurs biomarqueurs sur différentes durées d'exposition pour évaluer avec précision l'impact environnemental de la pollution par les NPs.
Mots-clés : Toxicité des nanoparticules, Stramonita haemastoma, biomarqueurs du stress oxydatif, neurotoxicité, altérations histologiques, IBR.
Keywords
Keywords:Nanoparticle toxicity, Stramonita haemastoma, Oxidative stress biomarkers, Neurotoxicity, Histological alterations, IBR., الكلمات المفتاحية: سمية الجسيمات النانوية، سترامونيتاهيماستوما،المؤشرات الحيوية للإجهاد التأكسدي، السمية العصبية، التغيرات النسيجية، الاستجابة المتكاملة للعلامات البيولوجية (IBR)., Mots-clés : Toxicité des nanoparticules, biomarqueurs du stress oxydatif, neurotoxicité, altérations histologiques