O amplo e promissor potencial terapêutico das nanopartículas de prata (AgNPs) faz com que o estudo de seus efeitos biológicos seja um tema relevante e atual para o tratamento de feridas cutâneas. Neste trabalho caracterizamos AgNPs com diâmetro de 40 nm no DMEM suplementado com soro fetal bovino e estudamos seus efeitos citotóxicos e as mudanças metabólicas em células que participam na regeneração tecidual: FN1, HUV-EC-C e RAW 264.7. Foram planificados tratamentos para as células do tipo dose e tempo dependentes. Os resultados da caracterização revelam uma forte interação entre as AgNPs e biomoléculas do meio, levando à formação de uma nova entidade chamada "bio-AgNPs" que apresenta variações de tamanho em função da concentração e do tempo, mas não no núcleo duro das AgNPs. Abordando os aspectos de citotoxicidade das bio-AgNPs, foram observadas importantes alterações nas três linhas celulares, com um decrescimento sistemático na população celular viável acompanhado de mudanças morfológicas e de áreas celulares quando a concentração das bio-AgNPs aumenta. A análise dos níveis dos metabolomas, endo-metaboloma e exo-metaboloma, revelam que as vias metabólicas fundamentais das três linhagens celulares foram ativadas como resposta aos tratamentos com as bio-AgNPs. Para as células das linhagens FN1 e HUV-EC-C, as bio-AgNPs aceleram a via da glicólise e induzem as células ao desperdício de energia através da oxidação do piruvato/AcOH fazendo com que elas degradem suas reservas de aminoácidos para produzir energia e tentar ativar o ciclo TCA. De forma simultânea, a via cetogênica é acelerada. Um efeito contrário é apresentado pelas células da linhagem RAW 264.7 tal que a via da glicólise é inalterada, conduzindo para um metabolismo mais aeróbico através da aceleração do TCA e da síntese de aminoácidos. No entanto, o metabolismo da colina é desacelerado, reduzindo seus subprodutos betaine e glicina, assim como comprometendo a síntese da molécula energética creatina. Por outro lado, para FN1, HUV-EC-C e RAW 264.7 os valores reduzidos da fosfocolina e Sn-Glycerol-3-PC, assim como do piroglutamato, indicam uma desaceleração do metabolismo fosfolipídico e uma aceleração da biossíntese da glutationa para re-equilibrar os efeitos do estresse oxidativo induzido pelas bio-AgNPs. Até onde se sabe, este é o primeiro estudo a reportar sobre mudanças induzidas por bio-AgNPs nos níveis das moléculas de UDP-GlcNAc (FN1 e HUV-EC-C) e TMAO (RAW 264.7) as quais desempenham papéis essenciais na modificação das proteínas núcleo-citoplasmáticas e em doenças inflamatórias.

The broad and promising therapeutic potential of silver nanoparticles (AgNPs) develops the study of their biological effects, a relevant and updated theme for the treatment of skin wounds. In this work, we characterized AgNPs with a 40 nm diameter in DMEM supplemented with bovine fetal serum and studied their cytotoxic effects and metabolic alterations in specific cells that participate in tissue regeneration like FN1, HUV-EC-C and RAW 264.7. Treatments planned through doses and incubation times were planned for cells. The results of the characterization revealed a strong interaction between the AgNPs and biomolecules of the medium, leading to the formation of a new entity called "bio-AgNPs" that presents variations in size as a function of concentration and time but not of the hard core of AgNPs. Addressing the cytotoxicity aspects of the bio-AgNPs, important changes were observed in the three cell lines, with systematic degrowth in the viable cell population, accompanied by morphological and cellular area alterations, when the concentration of the bio-AgNPs increased. The analysis of the metabolome levels (endo-metabolome e exo-metabolome), reveals the fundamental metabolic pathways of the three cell lines were activated in response to bio-AgNPS treatments. For FN1 and HUV-EC-C cells, the bio-AgNPs up-regulate the glycolysis pathway and induce the cells to consume energy through the oxidation of pyruvate/AcOH, causing them to degrade their amino acid reserves to produce energy and try to activate the TCA cycle. At the same instant, simultaneously, the ketogenic pathway is up-regulated. A contrary effect is indicated for RAW cell 264.7, where the glycolysis pathway is unchanged, driving an aerobic metabolism through up-regulation of the TCA cycle and amino acid synthesis. However, choline metabolism is down-regulated, reducing its betaine and glycine sub-products as well as compromising the synthesis of the creatine energy molecule. On the other hand, for FN1, HUV-EC-C and RAW 264.7, the reduced values of phosphocholine and Sn-Glycerol-3-PC, as well as pyroglutamate, indicate down-regulation in phospholipid metabolism and up-regulation of glutathione biosynthesis to counterbalance the effects of oxidative stress induced by bio-AgNPs. As far as we know, this is the first study to report on bio-AgNP-induced changes in the levels of UDP-GlcNAc (FN1 and HUV-EC-C) and TMAO (RAW 264.7), which play essential roles in cytoplasmic nucleus protein modification and inflammatory diseases.