SiO2 nanoparticles induce cytotoxicity and protein expression alteration in HaCaT cells

Yang, Xifei; Liu, Jianjun; He, Hongchao; Zhou, Li; Gong, Chunmei; Wang, Xiaomei; Yang, Luting; Yuan, Jun; Huang, Haiyan; He, Long; Zhang, Bing; Zhuang, Zhixiong

doi:10.1186/1743-8977-7-1

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“…La exposición a las NP de SiO 2 conlleva a la mayor disminución del GM-CSF en comparación de las otras NP, este efecto podría comprometer la barrera antibacteriana a nivel celular por la alteración de los neutrófilos y monocitos (13) . Se ha reportado que las NP de SiO 2 alteran la maquinaria replicativa del ADN, así como también los procesos de división celular en los epitelios de ratas, ratones, humanos y cultivos de células HaCat, L-02 y HEK293 (23)(24)(25) . Asimismo, efectos in vivo relacionados a esta NP incluyen inflamación pulmonar, daño isquémico al miocardio, viscosidad de la sangre y generación de ROS (23) .…”

Section: Referencias Bibliográficasunclassified

Efecto de las nanopartículas industriales TiO2, SiO2 y ZnO sobre la viabilidad celular y expresión génica en médula osea roja de Mus musculus

Zarria-Romero

Osorio

Pino

et al. 2017

Rev Peru Med Exp Salud Publica

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RESUMENObjetivos. Evaluar el efecto de las nanopartículas de ZnO, TiO 2 y SiO 2 sobre la viabilidad celular y la expresión génica de las interleuquinas 7 y 3 y del factor estimulante de colonias de granulocito -macrófago (GM-CSF) en Mus musculus. Materiales y métodos. Se extrajo médula ósea roja de cinco roedores (Balb/c) para el estudio de viabilidad celular mediante la prueba de MTT. Por otro lado, grupos cinco roedores fueron inoculados vía intraperitoneal con dosis de 0,5; 1; 2,5; 5 y 10 mg/kg de nanopartículas de ZnO y SiO 2 y de 5; 10; 15; 20 y 25 mg/kg de nanopartículas deTiO 2 , 30 h después, se obtuvo el ARN a partir de la médula ósea roja para los análisis de expresión génica empleando las técnicas de PCR y RT-PCR cuantitativa. Resultados. Las nanopartículas de ZnO y SiO 2 redujeron la viabilidad celular de una manera dosis-dependiente en un 37 y 26%, respectivamente, a partir de una dosis de 1 mg/kg. En cuanto al efecto sobre la expresión génica, a las dosis 5 y 10 mg/kg, las nanopartículas de TiO 2 redujeron en mayor porcentaje la expresión de las interleuquinas 7 y 3 (55,3 y 70,2% respectivamente), con respecto a la expresión del GM-CSF, el mayor porcentaje de reducción lo produjo las nanopartículas de SiO 2 (91%). Las nanopartículas de ZnO redujeron a partir de las dosis de 20 y 25 mg/kg. Conclusiones. Las nanopartículas de ZnO, SiO 2 y TiO 2 alteran la viabilidad celular y la expresión génica en la médula ósea de ratón. Palabras clave: Nanopartículas; Interleucinas; Expresión génica; Mus musculus (fuente: DeCS BIREME). EFFECT OF THE INDUSTRIAL NANOPARTICLES TiO 2 , SiO 2 and ZnO ON CELL VIABILITY AND GENE EXPRESSION IN RED BONE MARROW OF Mus musculus ABSTRACT Objectives.To evaluate the effect of ZnO, TiO 2 and SiO 2 nanoparticles on cell viability and expression of the interleukin 7, interleukin 3, and granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) genes in Mus musculus. Materials and methods. Red bone marrow was extracted from five Balb/c mice for the analysis of cell viability using the MTT test. The mice were divided into two groups of five each: one group was inoculated intraperitoneally with 0.5, 1.0, 2.5, 5.0, and 10 mg/kg of ZnO and SiO 2 nanoparticles, respectively, and the other group was inoculated with 5.0, 10.0, 15.0, 20.0, and 25 mg/kg of TiO 2 nanoparticles, respectively. Thirty hours later, RNA was extracted from the red bone marrow of the mice in both groups for gene expression analysis using quantitative PCR and RT-PCR. Results. ZnO and SiO 2 nanoparticles reduced cell viability in a dose-dependent manner by 37% and 26%, respectively, starting at a dose of 1 mg/kg. TiO 2 nanoparticles at 5 mg/kg and 10 mg/kg reduced the gene expression of interleukins 7 and 3 by 55.3% and 70.2%, respectively, and SiO 2 nanoparticles caused the greatest decrease (91%) in the expression of GM-CSF. ZnO nanoparticles reduced the expression of GM-CSF starting at doses of 20 mg/kg and 25 mg/kg. Conclusions: ZnO, SiO 2 and TiO 2 nanoparticles affect cell viability and gene expression in the mo...

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Section: Referencias Bibliográficasunclassified

Efecto de las nanopartículas industriales TiO2, SiO2 y ZnO sobre la viabilidad celular y expresión génica en médula osea roja de Mus musculus

Zarria-Romero

Osorio

Pino

et al. 2017

Rev Peru Med Exp Salud Publica

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“…Например, он может играть важную роль в адаптации и выживаемости клеток в условиях активации онкогенов. GRP78 и белки, структура которых формируется под его влиянием, играют роль в сборке мультимерных белковых комплексов эндоплазматического ретикулума [5,12]. Имеющаяся информация, таким образом, характеризует GRP78 как один из ключевых компонентов системы посттрансляционного процессинга белка в клетке, способного оказывать влияние на функциональное состояние большого числа ферментных систем, локализованных в эндоплазматическом ретикулуме.…”

Section: Discussionunclassified

“…С этой целью в последнее время начинают внедряться методы, позволяющие выявить воздействие НЧ на геном, экспрессию генов и, в результате этого, на состав синтезируемых функционально значимых белков, что находит отражение в усилении или подавлении биосинтеза, а также появлении новых белков, регистрируемых на протеомных картах биологических объектов [4][5][6]. В качестве одного из таких методов получил распространение двумерный (2D) электрофорез, используемый как один из компонентов системы протеомного анализа.…”

Section: Introductionunclassified

Changes in proteome profiles of rat liver microsomes induced by silicon dioxide nanoparticles

et al. 2015

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The effect of daily intragastric administration of an aqueous dispersion of silicon nanoparticles (NPs) (the dose range from 1.0 mg/kg to 100 mg/kg body weight for 28 days) to rats on the proteomic profile of liver microsomes has been investigated by 2D-electrophoresis followed by subsequent mass spectrometry identification. The liver microsomal fraction was isolated by differential centrifugation and its protein composition was analyzed by 2D-polyacrylamide gel electrophoresis. Identification of protein spots was carried out using MALDI-TOF mass spectrometric analysis. The mass spectrometry analysis revealed the protein GRP78 (78 kD glucose-regulated protein precursor), belonging to the family of heat shock proteins. This protein present in animals of the control group was not detected in NP-treated rats of group 2 (1 mg/kg body weight/day) and group 3 (10 mg/kg body weight/day). This protein predominantly localized in the liver cell endoplasmic reticulum and plasma membrane has the chaperone biological activity. Possible mechanisms of the effects of engineered nanoparticles on biosynthetic processes in the body are discussed.

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“…Other studies demonstrated that exposing HaCaT cells to SiO 2 NPs caused cytotoxicity and modified protein expression (YANG et al, 2010). Proteomic analysis showed that 16 proteins were differentially expressed due to SiO 2 exposure and that the expression levels of these differentially expressed proteins were associated with particle size.…”

Section: Nanomaterials Entry Into Cells Depends On Size Shape and Surmentioning

confidence: 96%

“Omics” studies on carbon nanoparticles effects

Hernández¹,

Espindola²,

García³

2015

Biosci. J.

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Nanoparticles are being explored for biomedical applications in diagnostics and therapeutics.However, biocompatibility, toxicity and cellular entry ability are critical factors that will determine the utility of nanoparticles in clinical applications. "Omics" technologies can provide powerful tools that are sensitive and complementary for the study of molecular toxicology and for biomedical applications of nanomaterials. Specifically, proteomics could elucidate mechanisms of action and contribute to studies on how nanomaterials affect protein expression in tissues and organs, metabolic pathways, signal transduction mechanisms and target molecules. The objective of this review is to present a small approach about "omics" technologies applied to the study of the effect of carbon nanomaterials in the cell.

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SiO2 nanoparticles induce cytotoxicity and protein expression alteration in HaCaT cells

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Efecto de las nanopartículas industriales TiO2, SiO2 y ZnO sobre la viabilidad celular y expresión génica en médula osea roja de Mus musculus

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Changes in proteome profiles of rat liver microsomes induced by silicon dioxide nanoparticles

“Omics” studies on carbon nanoparticles effects

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