Characterization of cellular uptake and toxicity of aminosilane-coated iron oxide nanoparticles with different charges in central nervous system-relevant cell culture models
Notice bibliographique
Résumé
Zhizhi Sun,1 Vinith Yathindranath,2 Matthew Worden,3 James A Thliveris,4 Stephanie Chu,1 Fiona E Parkinson,1 Torsten Hegmann,1–3 Donald W Miller1 1Department of Pharmacology and Therapeutics, 2Department of Chemistry, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada; 3Chemical Physics Interdisciplinary Program, Liquid Crystal Institute, Kent State University, Kent, OH, USA; 4Department of Human Anatomy and Cell Science, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada Background: Aminosilane-coated iron oxide nanoparticles (AmS-IONPs) have been widely used in constructing complex and multifunctional drug delivery systems. However, the biocompatibility and uptake characteristics of AmS-IONPs in central nervous system (CNS)-relevant cells are unknown. The purpose of this study was to determine the effect of surface charge and magnetic field on toxicity and uptake of AmS-IONPs in CNS-relevant cell types. Methods: The toxicity and uptake profile of positively charged AmS-IONPs and negatively charged COOH-AmS-IONPs of similar size were examined using a mouse brain microvessel endothelial cell line (bEnd.3) and primary cultured mouse astrocytes and neurons. Cell accumulation of IONPs was examined using the ferrozine assay, and cytotoxicity was assessed by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Results: No toxicity was observed in bEnd.3 cells at concentrations up to 200 µg/mL for either AmS-IONPs or COOH-AmS-IONPs. AmS-IONPs at concentrations above 200 µg/mL reduced neuron viability by 50% in the presence or absence of a magnetic field, while only 20% reductions in viability were observed with COOH-AmS-IONPs. Similar concentrations of AmS-IONPs in astrocyte cultures reduced viability to 75% but only in the presence of a magnetic field, while exposure to COOH-AmS-IONPs reduced viability to 65% and 35% in the absence and presence of a magnetic field, respectively. Cellular accumulation of AmS-IONPs was greater in all cell types examined compared to COOH-AmS-IONPs. Rank order of cellular uptake for AmS-IONPs was astrocytes > bEnd.3 > neurons. Accumulation of COOH-AmS-IONPs was minimal and similar in magnitude in different cell types. Magnetic field exposure enhanced cellular accumulation of both AmS- and COOH-AmS-IONPs. Conclusion: Both IONP compositions were nontoxic at concentrations below 100 µg/mL in all cell types examined. At doses above 100 µg/mL, neurons were more sensitive to AmS-IONPs, whereas astrocytes were more vulnerable toward COOH-AmS-IONPs. Toxicity appears to be dependent on the surface coating as opposed to the amount of iron-oxide present in the cell. Keywords: drug delivery, magnetic nanoparticles, magnetic field, biocompatibility, cellular accumulation, brain
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 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.
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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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».