Publication detail

Silica coated iron oxide nanoparticles-induced cytotoxicity, genotoxicity and its underlying mechanism in human HK-2 renal proximal tubule epithelial cells

Year: 2019

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Mutation Research - Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis

Publisher name: Elsevier Science Inc.

Place: New York

Page from-to: 35-45

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Silikou obalené nanočástice oxidu železa-indukují cytotoxicitu, genotoxicitu a mechanismus jejich působení u lidských epiteliálních buněk proximálního tubulu ledvin HK-2	Nanočástice oxidu železa (IONP) mají velký potenciál, pokud jde o značení buněk, sledování buněk, separaci buněk, zobrazování magnetickou rezonancí, magnetickou hypertermii, cílenou dopravu léčiv a genů. Recentní výzkum však vzbuzuje obavy z možných nežádoucích cytotoxických účinků IONP. V této studii byla studována in vitro inkorporace, antiproliferativní aktivita, cytotoxicita, genotoxicita, prooxidační, mikrotubuly poškozující a apoptosu vyvolávající účinek Fe3O4 @ SiO2 a pasivovaných Fe3O4 @ SiO2-NH2 nanočástic na lidské renální proximální tubulární epiteliální buňky (HK- 2). Bylo zjištěno, že oba zkoumané typy silikou obalených IONP inhibující růst buněk v závislosti na čase a dávce. Stanovení buněčného cyklu průtokovou cytometrií prokázalo akumulaci HK-2 buněk v G1 a G2 /M fázi buněčného cyklu. Test cytotoxicity pomocí tetrazoliové soli za 24 hodin ukázal sníženou viabilitu v závislosti na dávce. Mikroskopická pozorování ukázala, že nanočástice Fe3O4 @ SiO2 a Fe3O4 @ SiO2-NH2 se akumulovaly v buňkách a pravděpodobně poškozují mikrotubuly. Naše studie také odhalila, že krátkodobá 1 h expozice 25 a 100 ug / ml silikou obalených IONP způsobuje genotoxicitu. Ve srovnání s kontrolními buňkami bylo pozorováno signifikantně vyšší množství gama H2AX ohnisek, což koreluje se zvýšením množstvím dvouřetězcových zlomů DNA u buněk ovlivněných Fe3O4 @ SiO2 a Fe3O4 SiO2-NH2. Zkoumané nanočástice neindukují ROS a apoptózou. Závěrem lze říci, že tato zjištění poskytují nové poznatky o cytotoxicitě silikou obalených IONP, které mohou podporovat jejich další bezpečnější využití	Magnetické nanočástice; Ledviny; Cytotoxicita; Poškození DNA; ROS
eng	Silica coated iron oxide nanoparticles-induced cytotoxicity, genotoxicity and its underlying mechanism in human HK-2 renal proximal tubule epithelial cells	Iron oxide nanoparticles (IONPs) have a great potential with regard to cell labelling, cell tracking, cell separation, magnetic resonance imaging, magnetic hyperthermia, targeted drug and gene delivery. However, a growing body of research has raised concerns about the possible unwanted adverse cytotoxic effects of IONPs. In the present study, the in vitro cellular uptake, antiproliferative activity, cytotoxicity, genotoxicity, prooxidant, microtubule-disrupting and apoptosis-inducing effect of Fe3O4@SiO2 and passivated Fe3O4@SiO2-NH2 nanoparticles on human renal proximal tubule epithelial cells (HK-2) have been studied. Both investigated silica coated IONPs were found to have cell growth-inhibitory activity in a time- and dose-dependent manner. Determination of cell cycle phase distribution by flow cytometry demonstrated a G1 and G2/M phase accumulation of HK-2 cells. A tetrazolium salt cytotoxicity assay at 24 h following treatment demonstrated that cell viability was reduced in a dose-dependent manner. Microscopy observations showed that both Fe3O4@SiO2 and Fe3O4@SiO2-NH2 nanoparticles accumulated in cells and appeared to have microtubule-disrupting activity. Our study also revealed that short term 1 h exposure to 25 and 100 mu g/mL of silica coated IONPs causes genotoxicity. Compared with vehicle control cells, a significantly higher amount of gamma H2AX foci correlating with an increase in DNA double-strand breaks was observed in Fe3O4@SiO2 and Fe3O4@SiO2-NH2-treated and immunestained HK-2 cells. The investigated nanoparticles did not trigger significant ROS generation and apoptosis-mediated cell death. In conclusion, these findings provide new insights into the cytotoxicity of silica coated IONPs that may support their further safer use.	Magnetic nanoparticles; Kidneys; Cytotoxicity; DNA damage; ROS

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links