In vitro ZnCl2 cytotoxicity and genotoxicity in human leukocytes: Zero-order kinetic cellular zinc influx / Citotoxicidade e genotoxicidade do ZnCl2 em leucócitos humanos in vitro: influx cellular de zinco com cinética de ordem zero

ABSTRACT

Zinc (Zn) is an essential trace element for cellular viability, but concentrations above physiologic level may lead to cellular damage. The purpose of the present study was to evaluate the in vitro ZnCl2 genotoxicity and cytotoxicity in human leukocyte cells. This was assessed in an unprecedented way that correlated the level of intracellular Zn after cell exposition with the cellular damage. The exposure to increased Zn concentrations (2.5-20 µg mL-1), showed significantly reduced cellular leukocyte viability. However, significant DNA damages were observed only when the Zn exposure concentrations were from 10-20 µg mL-1. The Zn intracellular levels found in leukocytes was from 72.25-268.9 ρ g cell-1, starting to induce cytotoxicity and genotoxicity at concentrations of 95.68 and 126.2 ρg cell-1, respectively. The relationship between the exposure concentration and intracellular levels of Zn suggests that the influx of Zn, in the form of ZnCl2, occurs in human leukocytes under zero-order kinetics.

RESUMO

O Zinco (Zn) é um elemento traço essencial para a viabilidade celular, mas em concentrações acima dos níveis fisiológicos pode conduzir a danos celulares. A proposta do presente estudo foi avaliar a citotoxicidade e genotoxicidade do ZnCl2 em leucócitos humanos in vitro. De maneira sem precedentes, foi acessado o nível de Zn intracelular após exposição e relacionado com o nível de dano celular. A exposição a crescentes concentrações de Zn (2,5-20 µg mL-1), mostraram significante redução da viabilidade celular dos leucócitos. Entretanto, danos significativos ao DNA foram encontrados somente a partir das concentrações de exposição ao Zn de 10-20 µg mL-1. Os níveis intracelulares de Zn encontrados nos leucócitos foram de 72,25-268,9 ρg célula-1, começando a induzir citotoxicidade e genotoxicidade nas concentrações de 95,68 and 126,2 ρg célula-1, respectivamente. A relação entre a concentração de exposição e os níveis intracelulares de Zn sugerem que o influxo de Zn, sob a forma de ZnCl2, ocorre em cinética de ordem zero em leucócitos humanos.