Análisis exhaustivo del tamaño de las nanopartículas de óxido de titanio y las propiedades de superficie en células neuronales PC-12: Desentrañando la citotoxicidad, la expresión génica dopaminérgica y la inhibición de la acetilcolinesterasa
Autores: Suthar, Jitendra Kumar; Rakesh, Balaji; Vaidya, Anuradha; Ravindran, Selvan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis exhaustivo del tamaño de las nanopartículas de óxido de titanio y las propiedades de superficie en células neuronales PC-12: Desentrañando la citotoxicidad, la expresión génica dopaminérgica y la inhibición de la acetilcolinesterasa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Nanopartículas de óxido de titanio
Neurotoxicidad
Tamaño
Recubrimiento superficial
Citotoxicidad
Estrés oxidativo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Las nanopartículas de óxido de titanio pueden penetrar la barrera hematoencefálica, infiltrarse en el sistema nervioso central e inducir neurotoxicidad. Una de las nanopartículas más utilizadas ha sido investigada por su neurotoxicidad en muchos estudios. No obstante, queda un aspecto inexplorado respecto al análisis comparativo de partículas que varían en tamaño y nanopartículas de dimensiones idénticas, tanto con como sin recubrimiento superficial. En el estudio actual, sintetizamos dos nanopartículas de diferente tamaño, TiO-10 (10 nm) y TiO-22 (22 nm), y nanopartículas del mismo tamaño pero con un recubrimiento superficial de polivinilpirrolidona (TiO-PVP, 22 nm) y estudiamos sus efectos tóxicos en células neuronales PC-12. Los resultados destacaron una citotoxicidad significativa dependiente de la dosis y del tiempo a concentraciones >=10 g/mL. La exposición a nanopartículas de TiO elevó significativamente los niveles de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, los niveles de IL-6 y TNF-alfa, alteró el potencial de membrana mitocondrial y aumentó la actividad de caspasa-3 relacionada con la apoptosis, independientemente del tamaño y del recubrimiento superficial. También se investigó la interacción de las nanopartículas con la actividad de la enzima acetilcolinesterasa, y los resultados revelaron una supresión dependiente de la dosis de la actividad enzimática. Sin embargo, los estudios de expresión génica indicaron que no hubo efecto en la expresión de los seis genes asociados con el sistema dopaminérgico tras la exposición a 10 g/mL para ninguna nanopartícula. Los resultados demostraron que no había diferencia significativa entre los resultados de las NPs TiO-10 y TiO-22. Sin embargo, el recubrimiento superficial de polivinilpirrolidona pudo atenuar los efectos neurotóxicos. Estos hallazgos sugieren que a medida que las nanopartículas de TiO se hacen más pequeñas (hacia 0 nm), podrían promover la apoptosis y reacciones inflamatorias en células neuronales a través del estrés oxidativo, independientemente de su tamaño.
Descripción
Las nanopartículas de óxido de titanio pueden penetrar la barrera hematoencefálica, infiltrarse en el sistema nervioso central e inducir neurotoxicidad. Una de las nanopartículas más utilizadas ha sido investigada por su neurotoxicidad en muchos estudios. No obstante, queda un aspecto inexplorado respecto al análisis comparativo de partículas que varían en tamaño y nanopartículas de dimensiones idénticas, tanto con como sin recubrimiento superficial. En el estudio actual, sintetizamos dos nanopartículas de diferente tamaño, TiO-10 (10 nm) y TiO-22 (22 nm), y nanopartículas del mismo tamaño pero con un recubrimiento superficial de polivinilpirrolidona (TiO-PVP, 22 nm) y estudiamos sus efectos tóxicos en células neuronales PC-12. Los resultados destacaron una citotoxicidad significativa dependiente de la dosis y del tiempo a concentraciones >=10 g/mL. La exposición a nanopartículas de TiO elevó significativamente los niveles de especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, los niveles de IL-6 y TNF-alfa, alteró el potencial de membrana mitocondrial y aumentó la actividad de caspasa-3 relacionada con la apoptosis, independientemente del tamaño y del recubrimiento superficial. También se investigó la interacción de las nanopartículas con la actividad de la enzima acetilcolinesterasa, y los resultados revelaron una supresión dependiente de la dosis de la actividad enzimática. Sin embargo, los estudios de expresión génica indicaron que no hubo efecto en la expresión de los seis genes asociados con el sistema dopaminérgico tras la exposición a 10 g/mL para ninguna nanopartícula. Los resultados demostraron que no había diferencia significativa entre los resultados de las NPs TiO-10 y TiO-22. Sin embargo, el recubrimiento superficial de polivinilpirrolidona pudo atenuar los efectos neurotóxicos. Estos hallazgos sugieren que a medida que las nanopartículas de TiO se hacen más pequeñas (hacia 0 nm), podrían promover la apoptosis y reacciones inflamatorias en células neuronales a través del estrés oxidativo, independientemente de su tamaño.