Biocompatibility assessment of sub-5 nm silica-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles in human stem cells and in mice for potential application in nanomedicine
Notice bibliographique
Résumé
Ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles with a size <5 nm are emerging nanomaterials for their excellent biocompatibility, chemical stability, and tunable surface modifications. The applications explored include dual-modal or multi-modal imaging, drug delivery, theranostics and, more recently, magnetic resonance angiography. Good biocompatibility and biosafety are regarded as the preliminary requirements for their biomedical applications and further exploration in this field is still required. We previously synthesized and characterized ultrafine (average core size of 3 nm) silica-coated superparamagnetic iron oxide fluorescent nanoparticles, named sub-5 SIO-Fl, uniform in size, shape, chemical properties and composition. The cellular uptake and in vitro biocompatibility of the as-synthesized nanoparticles were demonstrated in a human colon cancer cellular model. Here, we investigated the biocompatibility of sub-5 SIO-Fl nanoparticles in human Amniotic Mesenchymal Stromal/Stem Cells (hAMSCs). Kinetic analysis of cellular uptake showed a quick nanoparticle internalization in the first hour, increasing over time and after long exposure (48 h), the uptake rate gradually slowed down. We demonstrated that after internalization, sub-5 SIO-Fl nanoparticles neither affect hAMSC growth, viability, morphology, cytoskeletal organization, cell cycle progression, immunophenotype, and the expression of pro-angiogenic and immunoregulatory paracrine factors nor the osteogenic and myogenic differentiation markers. Furthermore, sub-5 SIO-Fl nanoparticles were intravenously injected into mice to investigate the in vivo biodistribution and toxicity profile for a time period of 7 weeks. Our findings showed an immediate transient accumulation of nanoparticles in the kidney, followed by the liver and lungs, where iron contents increased over a 7-week period. Histopathology, hematology, serum pro-inflammatory response, body weight and mortality studies demonstrated a short- and long-term biocompatibility and biosafety profile with no apparent acute and chronic toxicity caused by these nanoparticles in mice. Overall, these results suggest the feasibility of using sub-5 SIO-Fl nanoparticles as a promising agent for stem cell magnetic targeting as well as for diagnostic and therapeutic applications in oncology.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».